JP6110763B2

JP6110763B2 - Viscoelasticity variable device

Info

Publication number: JP6110763B2
Application number: JP2013176534A
Authority: JP
Inventors: 井上　敏郎; 敏郎井上; 小松崎　俊彦; 俊彦小松崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Kanazawa University NUC
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Kanazawa University NUC
Priority date: 2013-08-28
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2017-04-05
Anticipated expiration: 2033-08-28
Also published as: JP2015045369A

Description

本発明は、粘弾性可変装置に関する。粘弾性可変装置は、印加される磁場の強さに応じて弾性率が変化する磁気粘弾性エラストマと、磁気粘弾性エラストマに磁場を印加する磁場印加手段とを有する。 The present invention relates to a viscoelasticity variable device. The viscoelasticity variable device includes a magnetic viscoelastic elastomer whose elastic modulus changes according to the strength of the applied magnetic field, and a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer.

磁場の作用により磁気分極する磁性粒子を粘弾性エラストマの内部に分散させた磁気粘弾性エラストマが公知となっている（例えば、特許文献１）。磁気粘弾性エラストマ中の磁性粒子は、磁場が印加されたときに、分極し、互いに磁気的結合を形成する。これにより、粘弾性エラストマは、内部に磁性粒子が連鎖的に結合した網目構造が形成され、弾性率（剛性）及び粘性率が増大する。磁性粒子の分極及び磁気的結合の程度は、印加される磁場の強さに応じて変化するため、印加する磁場の強さ及び向きを制御することによって磁気粘弾性エラストマの粘弾性を制御することができる。磁場を印加する磁場印加手段としては、発生する磁場の強さ及び向きを変更可能な電磁石が用いられる。粘弾性可変装置は、エネルギーの伝達や吸収、防振のための装置として利用され、例えば自動車のエンジンマウントや、ブッシュ、ダンパ、ショックアブソーバ、クラッチ、荷重センサ等に利用される。 A magnetic viscoelastic elastomer in which magnetic particles that are magnetically polarized by the action of a magnetic field are dispersed inside a viscoelastic elastomer is known (for example, Patent Document 1). The magnetic particles in the magneto-viscoelastic elastomer are polarized when a magnetic field is applied to form a magnetic coupling with each other. As a result, the viscoelastic elastomer has a network structure in which magnetic particles are linked in a chain, and the elastic modulus (rigidity) and viscosity increase. Since the degree of polarization and magnetic coupling of magnetic particles changes according to the strength of the applied magnetic field, the viscoelasticity of the magneto-viscoelastic elastomer is controlled by controlling the strength and direction of the applied magnetic field. Can do. As the magnetic field applying means for applying the magnetic field, an electromagnet capable of changing the strength and direction of the generated magnetic field is used. The viscoelasticity variable device is used as a device for transmitting, absorbing, and isolating energy, and is used for, for example, an automobile engine mount, a bush, a damper, a shock absorber, a clutch, a load sensor, and the like.

特開平４−２６６９７０号公報JP-A-4-266970

上記のような各種装置として粘弾性可変装置を使用する場合には、通常時には基準となる所定の弾性を発現するようにし、外部から加わる荷重や振動に応じて基準値から弾性を増減させるように制御する手法が考えられる。このような手法では、基準となる弾性を発現するために通常時から一定の磁場を磁気粘弾性エラストマに印加し、弾性を変化させる場合に磁場を通常時の強さ及び向きから変化させる。そのため、電磁石を磁気印加手段として使用する場合には、通常時から磁気粘弾性エラストマが基準となる粘弾性を発現するように、電磁石に常に電力を供給して所定の磁場を発生させる必要がある。そのため、粘弾性可変装置は、常に電力を消費することになる。 When using the viscoelasticity variable device as the various devices as described above, the standard elasticity is developed in the normal state, and the elasticity is increased or decreased from the reference value according to externally applied load or vibration. A control method can be considered. In such a method, a constant magnetic field is applied to the magneto-viscoelastic elastomer from the normal time in order to develop a reference elasticity, and the magnetic field is changed from the normal strength and direction when the elasticity is changed. Therefore, when an electromagnet is used as a magnetic application means, it is necessary to always supply power to the electromagnet so as to generate a predetermined magnetic field so that the viscoelasticity based on the magnetic viscoelastic elastomer is exhibited from the normal time. . Therefore, the viscoelasticity variable device always consumes power.

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであって、粘弾性可変装置において、電力の消費量を低減することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to reduce power consumption in a viscoelasticity variable device.

上記課題を解決するために、本発明は、粘弾性可変装置（１）であって、磁性粒子（１２）が内部に分散され、印加される磁場の強さに応じて弾性率が変化する磁気粘弾性エラストマ（２）と、前記磁気粘弾性エラストマに磁場を印加する永久磁石（３）と、前記磁気粘弾性エラストマに磁場を印加すると共に、印加する磁場を変化させる電磁石（４）とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a viscoelasticity variable device (1) in which magnetic particles (12) are dispersed inside and the elastic modulus changes according to the strength of an applied magnetic field. A viscoelastic elastomer (2); a permanent magnet (3) for applying a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer; and an electromagnet (4) for applying a magnetic field to the magnetic viscoelastic elastomer and changing the applied magnetic field. It is characterized by that.

この構成によれば、永久磁石が発生する磁場が磁気粘弾性エラストマに印加され、磁気粘弾性エラストマは基準となる所定の弾性率（剛性）及び粘性率を発現する。そして、電磁石が発生する磁場が磁気粘弾性エラストマに印加されることによって、磁気粘弾性エラストマは基準となる弾性率から増減した弾性を発現する。永久磁石は外部からのエネルギー供給を必要としないため、粘弾性可変装置は基準となる弾性を発現するために、電力等のエネルギーを消費しない。そのため、粘弾性可変装置は、省エネルギーな装置として構成される。 According to this configuration, the magnetic field generated by the permanent magnet is applied to the magneto-viscoelastic elastomer, and the magneto-viscoelastic elastomer exhibits a predetermined elastic modulus (rigidity) and viscosity as a reference. When the magnetic field generated by the electromagnet is applied to the magneto-viscoelastic elastomer, the magneto-viscoelastic elastomer exhibits elasticity that is increased or decreased from a reference elastic modulus. Since the permanent magnet does not require external energy supply, the viscoelasticity variable device does not consume energy such as electric power in order to develop the elasticity that is the reference. Therefore, the viscoelasticity variable device is configured as an energy saving device.

また、上記の発明において、前記電磁石は、前記永久磁石の磁場と同じ向き、又は前記永久磁石の磁場と反対の向きの磁場を発生するとよい。また、永久磁石のＮ極及びＳ極を結ぶ線分と、電磁石のＮ極及びＳ極を結ぶ線分とが互いに平行となっていることが好ましい。また、永久磁石のＮ極及びＳ極を結ぶ線分と、電磁石のＮ極及びＳ極を結ぶ線分とが、１つの直線上に配置されることが好ましい。 In the above invention, the electromagnet may generate a magnetic field in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet or in the direction opposite to the magnetic field of the permanent magnet. Further, it is preferable that a line segment connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet and a line segment connecting the N pole and the S pole of the electromagnet are parallel to each other. Further, it is preferable that the line segment connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet and the line segment connecting the N pole and the S pole of the electromagnet are arranged on one straight line.

この構成によれば、永久磁石の磁場と同じ向きの磁場を電磁石が発生することによって、磁気粘弾性エラストマに印加される磁場が強くなり、磁気粘弾性エラストマの弾性率が大きくなる。一方、永久磁石が発生する磁場と反対の向きの磁場を電磁石が発生することによって、永久磁石が発生する磁場と電磁石が発生する磁場とが打ち消し合い、磁気粘弾性エラストマに印加される磁場が弱くなり、磁気粘弾性エラストマの弾性率が小さくなる。永久磁石の磁場と反対の向きの磁場を電磁石が発生する場合においては、電磁石が発生する磁場の強さを調整することによって、磁気粘弾性エラストマに印加される磁場を概ね０とすることができ、磁気粘弾性エラストマの弾性率を最小にすることができる。 According to this configuration, when the electromagnet generates a magnetic field in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet, the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer is increased, and the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer is increased. On the other hand, when the electromagnet generates a magnetic field opposite to the magnetic field generated by the permanent magnet, the magnetic field generated by the permanent magnet and the magnetic field generated by the electromagnet cancel each other, and the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer is weak. Thus, the elastic modulus of the magnetic viscoelastic elastomer is reduced. When the electromagnet generates a magnetic field in the direction opposite to that of the permanent magnet, the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer can be reduced to approximately zero by adjusting the strength of the magnetic field generated by the electromagnet. The elastic modulus of the magnetic viscoelastic elastomer can be minimized.

また、上記の発明において、前記永久磁石を変位可能に支持する永久磁石支持部材（５２）を有し、前記電磁石が発生する磁場に応じて前記永久磁石が前記磁気粘弾性エラストマに対して変位するようにするとよい。 In the above invention, the permanent magnet has a permanent magnet support member (52) that displaceably supports the permanent magnet, and the permanent magnet is displaced with respect to the magnetic viscoelastic elastomer according to a magnetic field generated by the electromagnet. It is good to do so.

この構成によれば、電磁石の磁場によって、永久磁石が磁気粘弾性エラストマに対して変位する。そのため、粘弾性可変装置の弾性を低下させたい場合に、永久磁石を磁気粘弾性エラストマから離し、永久磁石から磁気粘弾性エラストマに印加される磁場を弱くすることができる。これにより、永久磁石の磁場を打ち消すために必要な逆向きの磁場を弱くすることができ、電磁石に供給する電力を低減することができる。 According to this configuration, the permanent magnet is displaced with respect to the magnetic viscoelastic elastomer by the magnetic field of the electromagnet. Therefore, when it is desired to reduce the elasticity of the viscoelastic variable device, the permanent magnet can be separated from the magnetic viscoelastic elastomer, and the magnetic field applied from the permanent magnet to the magnetic viscoelastic elastomer can be weakened. Thereby, the reverse magnetic field required to cancel the magnetic field of the permanent magnet can be weakened, and the power supplied to the electromagnet can be reduced.

また、上記の発明において、前記電磁石は、前記磁気粘弾性エラストマと正対するように配置された環状のコイル（２２）と、コイルの中心部に設けられたコア（５１）とを有し、前記永久磁石支持部材は、前記永久磁石を前記コアに対して変位可能に支持するとよい。 In the above invention, the electromagnet includes an annular coil (22) disposed so as to face the magnetic viscoelastic elastomer, and a core (51) provided at a central portion of the coil, The permanent magnet support member may support the permanent magnet so as to be displaceable with respect to the core.

この構成によれば、コアによって電磁石が発生する磁場の強さが大きくなる。また、永久磁石とコアとの間で作用する吸引力又は斥力によって、永久磁石が移動する。 According to this configuration, the strength of the magnetic field generated by the electromagnet is increased by the core. Moreover, a permanent magnet moves by the attractive force or repulsive force which acts between a permanent magnet and a core.

また、上記の発明において、前記電磁石は、前記磁気粘弾性エラストマと正対するように配置された環状のコイル（２２）を有し、前記永久磁石支持部材は、前記永久磁石を前記コイルの中心部に対して出没可能に支持するとよい。 In the above invention, the electromagnet includes an annular coil (22) disposed so as to face the magnetic viscoelastic elastomer, and the permanent magnet support member includes the permanent magnet at a central portion of the coil. It is good to support it so that it can appear and disappear.

この構成によれば、粘弾性可変装置の大型化を招くことなく、永久磁石の移動ストロークを確保することができる。 According to this configuration, the movement stroke of the permanent magnet can be ensured without increasing the size of the viscoelasticity variable device.

また、上記の発明において、前記電磁石は、前記磁気粘弾性エラストマと正対するように配置された環状のコイル（２２）を有し、前記永久磁石は、前記コイルの中心部に配置されているとよい。 In the above invention, the electromagnet includes an annular coil (22) disposed so as to face the magnetic viscoelastic elastomer, and the permanent magnet is disposed at a central portion of the coil. Good.

この構成によれば、粘弾性可変装置をコンパクトに形成することができる。 According to this configuration, the viscoelasticity variable device can be formed compactly.

また、上記の発明において、前記磁気粘弾性エラストマの側面に沿うように設けられた磁性体（５、６）を更に有し、前記磁性体は、前記永久磁石及び前記電磁石の磁場によって磁化されるようにするとよい。 In the above invention, the magnetic material may further include a magnetic body (5, 6) provided along a side surface of the magneto-viscoelastic elastomer, and the magnetic body is magnetized by a magnetic field of the permanent magnet and the electromagnet. It is good to do so.

この構成によれば、磁気粘弾性エラストマの側面に沿うように設けられた磁性体が、永久磁石及び電磁石によって磁化されるため、永久磁石及び電磁石から発生する磁場は磁性体を介して均質に磁気粘弾性エラストマに印加させる。 According to this configuration, since the magnetic body provided along the side surface of the magneto-viscoelastic elastomer is magnetized by the permanent magnet and the electromagnet, the magnetic field generated from the permanent magnet and the electromagnet is homogeneously magnetized via the magnetic body. Apply to viscoelastic elastomer.

以上の構成によれば、粘弾性可変装置において、電力の消費量を低減することができる。 According to the above configuration, power consumption can be reduced in the viscoelasticity variable device.

第１実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図The block diagram which shows the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態It is explanatory drawing which shows the state of the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 1st Embodiment, Comprising: (A) Reference | standard state, (B) High elasticity state, (C) Low elasticity state 第１実施形態に係る粘弾性可変装置の使用例を示す図であって、（Ａ）縦配置例１、（Ｂ）縦配置例２、（Ｃ）横配置例１It is a figure which shows the usage example of the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 1st Embodiment, Comprising: (A) Vertical arrangement example 1, (B) Vertical arrangement example 2, (C) Horizontal arrangement example 1 第２実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図The block diagram which shows the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態It is explanatory drawing which shows the state of the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 2nd Embodiment, Comprising: (A) Reference | standard state, (B) High elasticity state, (C) Low elasticity state 第３実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図The block diagram which shows the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態It is explanatory drawing which shows the state of the viscoelasticity variable apparatus which concerns on 3rd Embodiment, Comprising: (A) Reference | standard state, (B) High elasticity state, (C) Low elasticity state

以下、図面を参照して、本発明のセンサ装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a sensor device of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図である。図１に示すように、粘弾性可変装置１は、磁気粘弾性エラストマ２と、永久磁石３と、電磁石４と、第１磁性体５と、第２磁性体６とを有する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a viscoelasticity variable device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the viscoelasticity variable device 1 includes a magnetic viscoelastic elastomer 2, a permanent magnet 3, an electromagnet 4, a first magnetic body 5, and a second magnetic body 6.

磁気粘弾性エラストマ２は、マトリックスとしての粘弾性を有する基質エラストマ１１と、基質エラストマ１１内に分散された磁性粒子１２とを有する。基質エラストマ１１は、例えば、エチレン−プロピレンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、シリコンゴム等の室温で粘弾性を有する公知の高分子材料であってよい。基質エラストマ１１は、所定の中心軸線Ａを有し、一側の外面に軸線Ａに直交する第１主面１４を有し、第１主面１４と相反する側に、第１主面１４と平行に形成された第２主面１５とを有している。基質エラストマ１１は、任意の形状に形成することができ、例えば直方体や円柱形とすることができる。第１主面１４及び第２主面１５は、基質エラストマ１１が直方体の場合には互いに相反する一対の外面であり、基質エラストマ１１が円柱形の場合には、軸線に直交する両端面とすることができる。 The magnetic viscoelastic elastomer 2 includes a substrate elastomer 11 having viscoelasticity as a matrix, and magnetic particles 12 dispersed in the substrate elastomer 11. The substrate elastomer 11 may be a known polymer material having viscoelasticity at room temperature, such as ethylene-propylene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, silicon rubber, and the like. The substrate elastomer 11 has a predetermined central axis A, has a first main surface 14 orthogonal to the axis A on an outer surface on one side, and a first main surface 14 on a side opposite to the first main surface 14. It has the 2nd main surface 15 formed in parallel. The substrate elastomer 11 can be formed in an arbitrary shape, for example, a rectangular parallelepiped or a cylindrical shape. The first main surface 14 and the second main surface 15 are a pair of opposite outer surfaces when the substrate elastomer 11 is a rectangular parallelepiped, and when the substrate elastomer 11 is cylindrical, both end surfaces are orthogonal to the axis. be able to.

磁性粒子１２は、磁場の作用によって磁気分極する性質を有するものであり、例えば、純鉄、電磁軟鉄、方向性ケイ素鋼、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、マグネタイト、コバルト、ニッケル等の金属、４−メトキシベンジリデン−４−アセトキシアニリン、トリアミノベンゼン重合体等の有機物、フェライト分散異方性プラスチック等の有機・無機複合体等の公知の材料から形成された粒子である。磁性粒子１２の形状は、特に限定はなく、例えば球形、針形、平板形等であってよい。磁性粒子１２の粒径は、特に限定はなく、例えば０．０１μｍ〜５００μｍ程度であってよい。 The magnetic particles 12 have a property of being magnetically polarized by the action of a magnetic field. For example, metals such as pure iron, electromagnetic soft iron, directional silicon steel, Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, magnetite, cobalt, and nickel , 4-methoxybenzylidene-4-acetoxyaniline, organic substances such as triaminobenzene polymer, and particles formed from known materials such as organic / inorganic composites such as ferrite-dispersed anisotropic plastics. The shape of the magnetic particle 12 is not particularly limited, and may be, for example, a spherical shape, a needle shape, a flat plate shape, or the like. The particle size of the magnetic particles 12 is not particularly limited, and may be, for example, about 0.01 μm to 500 μm.

磁性粒子１２は、基質エラストマ１１内において、磁場が印加されていない状態においては互いの相互作用が小さく、磁場が印加された状態においては磁気相互作用によって互いに作用する引力が増大するようになっている。例えば、磁性粒子１２は、基質エラストマ１１内において、磁場が印加されていない状態においては接触部位が少なく、磁場が印加された状態においては磁気的結合によって互いの接触部位が増大し得る様に分散されている。また、磁性粒子１２は、磁場が印加されていない状態においては、基質エラストマ１１内において互いに接触しない程度に分散されていてもよいし、一部が接触して連続するように分散されていてもよい。磁性粒子１２の基質エラストマ１１に対する割合は、任意に設定可能であるが、例えば体積分率で５％〜６０％程度であってよい。磁性粒子１２の基質エラストマ１１に対する分散状態は、基質エラストマ１１の各部において均一にしてもよいし、一部に密度差を設けてもよい。 In the substrate elastomer 11, the magnetic particles 12 have a small interaction with each other when no magnetic field is applied, and increase the attractive force acting on each other by the magnetic interaction when the magnetic field is applied. Yes. For example, the magnetic particles 12 are dispersed in the substrate elastomer 11 so that there are few contact sites in a state where no magnetic field is applied and the contact sites can be increased by magnetic coupling in a state where a magnetic field is applied. Has been. Further, the magnetic particles 12 may be dispersed so as not to contact each other in the substrate elastomer 11 in a state where no magnetic field is applied, or may be dispersed so that a part thereof is in contact and continuous. Good. The ratio of the magnetic particles 12 to the substrate elastomer 11 can be arbitrarily set, but may be, for example, about 5% to 60% in terms of volume fraction. The dispersion state of the magnetic particles 12 with respect to the substrate elastomer 11 may be uniform in each part of the substrate elastomer 11, or a density difference may be provided in part.

第１磁性体５及び第２磁性体６は、強磁性体又はフェリ磁性を有する材料から形成され、例えばフェライト等の鉄系金属から形成されている。第１磁性体５及び第２磁性体６は、板状に形成されている。第１及び第２磁性体５、６は、外部磁場が無いときには磁化されず、磁場が印加されたときに、その向きに磁化するようになっている。第１磁性体５は主面が磁気粘弾性エラストマ２の第１主面１４に接合され、第２磁性体６は主面が磁気粘弾性エラストマ２の第２主面１５に接着等によって接合されている。これにより、第１磁性体５及び第２磁性体６は、磁気粘弾性エラストマ２を挟持するように配置されている。 The first magnetic body 5 and the second magnetic body 6 are made of a ferromagnetic material or a ferrimagnetic material, and are made of, for example, an iron-based metal such as ferrite. The first magnetic body 5 and the second magnetic body 6 are formed in a plate shape. The first and second magnetic bodies 5 and 6 are not magnetized when there is no external magnetic field, and are magnetized in the direction when a magnetic field is applied. The main surface of the first magnetic body 5 is bonded to the first main surface 14 of the magneto-viscoelastic elastomer 2, and the main surface of the second magnetic body 6 is bonded to the second main surface 15 of the magneto-viscoelastic elastomer 2 by adhesion or the like. ing. Thereby, the 1st magnetic body 5 and the 2nd magnetic body 6 are arrange | positioned so that the magneto-viscoelastic elastomer 2 may be clamped.

電磁石４は、ボビン２１と、ボビン２１に巻き回されたコイル２２とを有している。ボビン２１は、両端が開口した筒部２４と、筒部２４の両端から径方向外向きに突出した一対のフランジ部２５とを有している。コイル２２は、筒部２４の外周側に巻き回されている。電磁石４は、その中心軸（筒部２４の中心軸）が磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと一致するように、一方のフランジ部２５が第１磁性体５の主面に接合されている。すなわち、電磁石４は、第１磁性体５及び磁気粘弾性エラストマ２と正対するように配置されている。フランジ部２５と第１磁性体５との接合は、接着剤や機械的な係止手段によって行われてよい。 The electromagnet 4 includes a bobbin 21 and a coil 22 wound around the bobbin 21. The bobbin 21 has a cylindrical portion 24 that is open at both ends, and a pair of flange portions 25 that protrude radially outward from both ends of the cylindrical portion 24. The coil 22 is wound around the outer peripheral side of the cylindrical portion 24. One flange portion 25 of the electromagnet 4 is joined to the main surface of the first magnetic body 5 so that the central axis thereof (the central axis of the cylindrical portion 24) coincides with the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2. That is, the electromagnet 4 is disposed so as to face the first magnetic body 5 and the magnetic viscoelastic elastomer 2. The joining of the flange portion 25 and the first magnetic body 5 may be performed by an adhesive or mechanical locking means.

永久磁石３は、ネオジム磁石やフェライト磁石、アルニコ磁石等の公知の永久磁石である。永久磁石３は、電磁石４の筒部２４の内孔２６に配置される。このとき、永久磁石３は、そのＮ極及びＳ極を結ぶ線分が、磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと一致するように配置される。永久磁石３は、Ｎ極又はＳ極のいずれかが第１磁性体５に正対するように配置され、当接する。永久磁石３は、第１磁性体５及び電磁石４の少なくとも一方に接合されている。これにより、第１磁性体５、電磁石４、及び永久磁石３は、相対位置が互いに固定されている。第１磁性体５及び電磁石４の少なくとも一方と永久磁石３との接合は、接着剤や機械的な係止手段によって行われてよい。 The permanent magnet 3 is a known permanent magnet such as a neodymium magnet, a ferrite magnet, or an alnico magnet. The permanent magnet 3 is disposed in the inner hole 26 of the cylindrical portion 24 of the electromagnet 4. At this time, the permanent magnet 3 is arranged so that the line segment connecting the N pole and the S pole coincides with the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2. The permanent magnet 3 is arranged so that either the N pole or the S pole faces the first magnetic body 5 and comes into contact therewith. The permanent magnet 3 is joined to at least one of the first magnetic body 5 and the electromagnet 4. Thereby, the relative positions of the first magnetic body 5, the electromagnet 4, and the permanent magnet 3 are fixed to each other. Joining at least one of the first magnetic body 5 and the electromagnet 4 to the permanent magnet 3 may be performed by an adhesive or mechanical locking means.

永久磁石３及び電磁石４は、磁気粘弾性エラストマ２に磁場を印加する磁場印加手段を構成する。永久磁石３が発生する磁場は、向き及び強さが一定である。一方、電磁石４が発生する磁場は、コイル２２に供給される電流の向き及び強さに応じて、向き及び強さが変化する。また、電磁石４は、コイル２２に電力が供給されていない場合には磁場を発生しない。電磁石４は、永久磁石３の磁場と同じ向き、又は前記永久磁石の磁場と反対の向きの磁場を発生することができる。換言すると、電磁石４が形成するＮ極及びＳ極を結ぶ線分は、永久磁石３のＮ極及びＳ極を結ぶ線分と互いに平行になっており、また磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと互いに平行になっている。本実施形態では、電磁石４が形成するＮ極及びＳ極を結ぶ線分、永久磁石３のＮ極及びＳ極を結ぶ線分、磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａは、１つの直線上に配置されている。 The permanent magnet 3 and the electromagnet 4 constitute magnetic field applying means for applying a magnetic field to the magneto-viscoelastic elastomer 2. The direction and strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 3 is constant. On the other hand, the direction and strength of the magnetic field generated by the electromagnet 4 changes according to the direction and strength of the current supplied to the coil 22. Further, the electromagnet 4 does not generate a magnetic field when power is not supplied to the coil 22. The electromagnet 4 can generate a magnetic field in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet 3 or in the direction opposite to the magnetic field of the permanent magnet. In other words, the line segment connecting the N pole and the S pole formed by the electromagnet 4 is parallel to the line segment connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet 3, and the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2 They are parallel to each other. In the present embodiment, the line segment connecting the N pole and the S pole formed by the electromagnet 4, the line segment connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet 3, and the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2 are arranged on one straight line. Has been.

第１及び第２磁性体５、６は、永久磁石３及び電磁石４から生じる磁場によって磁化され、分極して磁石になる。第１及び第２磁性体５、６は、磁気粘弾性エラストマ２の第１主面１４及び第２主面１５を永久磁石３及び電磁石４よりも広範囲にわたって覆うように配置されている。永久磁石３及び電磁石４から生じる磁場は、第１及び第２磁性体５を介することによって磁気粘弾性エラストマ２に一層均質に印加される。 The first and second magnetic bodies 5 and 6 are magnetized by a magnetic field generated from the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 and polarized to become magnets. The first and second magnetic bodies 5 and 6 are disposed so as to cover the first main surface 14 and the second main surface 15 of the magnetic viscoelastic elastomer 2 over a wider range than the permanent magnet 3 and the electromagnet 4. The magnetic field generated from the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 is applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 more uniformly through the first and second magnetic bodies 5.

図２は、第１実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態である。図２中の実線矢印は電磁石４から生じる磁力線を表し、破線矢印は永久磁石３から生じる矢印を表す。図２（Ａ）に示すように、粘弾性可変装置１の基準状態では、電磁石４への電力供給が停止され、電磁石４は磁場を発生しない。一方、永久磁石３は、所定の磁場を発生し、第１及び第２磁性体５、６を介して磁気粘弾性エラストマ２に印加する。磁気粘弾性エラストマ２に磁場が印加されると、磁場の強さに応じて磁性粒子１２は分極し、磁気的結合を形成する。磁性粒子１２は、例えば連鎖的に結合して網目構造を形成し、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率（剛性）及び粘性率が基質エラストマ１１単独の弾性率及び粘性率よりも増大する。磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が強いほど、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率及び粘性率は増大し、磁気粘弾性エラストマ２は荷重に対して変形し難くなる。 FIG. 2 is an explanatory view showing a state of the viscoelasticity variable device according to the first embodiment, in which (A) a reference state, (B) a high elasticity state, and (C) a low elasticity state. A solid line arrow in FIG. 2 represents a line of magnetic force generated from the electromagnet 4, and a broken line arrow represents an arrow generated from the permanent magnet 3. As shown in FIG. 2A, in the reference state of the viscoelasticity variable device 1, the power supply to the electromagnet 4 is stopped and the electromagnet 4 does not generate a magnetic field. On the other hand, the permanent magnet 3 generates a predetermined magnetic field and applies it to the magneto-viscoelastic elastomer 2 via the first and second magnetic bodies 5 and 6. When a magnetic field is applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2, the magnetic particles 12 are polarized according to the strength of the magnetic field to form a magnetic coupling. The magnetic particles 12 are, for example, linked together to form a network structure, and the elastic modulus (rigidity) and viscosity of the magnetic viscoelastic elastomer 2 are larger than the elastic modulus and viscosity of the substrate elastomer 11 alone. As the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 is stronger, the elastic modulus and viscosity of the magnetic viscoelastic elastomer 2 increase, and the magnetic viscoelastic elastomer 2 becomes difficult to deform with respect to the load.

図２（Ｂ）に示すように、粘弾性可変装置１の高弾性状態では、電磁石４が永久磁石３と同方向の磁場を発生するように、電磁石４に電流が供給される。これにより、永久磁石３と電磁石４とを合わせた磁場は、基準状態の磁場と比べて同じ方向に強くなるため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が強くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性が基準状態よりも増大する。電磁石４が発生する磁場の向きと永久磁石３が発生する磁場の向きとが同じ場合には、電磁石４に供給される電流が増大し、電磁石４が発生する磁場が強くなるほど、磁気粘弾性エラストマ２の弾性が増大する。 As shown in FIG. 2B, in the highly elastic state of the viscoelasticity variable device 1, current is supplied to the electromagnet 4 so that the electromagnet 4 generates a magnetic field in the same direction as the permanent magnet 3. As a result, the combined magnetic field of the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 becomes stronger in the same direction as the magnetic field in the reference state, so that the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes stronger. Elasticity increases from the reference state. When the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is the same as the direction of the magnetic field generated by the permanent magnet 3, the current supplied to the electromagnet 4 increases, and the stronger the magnetic field generated by the electromagnet 4, the more the magneto-viscoelastic elastomer. 2 elasticity increases.

図２（Ｃ）に示すように、粘弾性可変装置１の低弾性状態では、電磁石４が発生する磁場の向きが、永久磁石３が発生する磁場の向きと反対になるように、電磁石４に電力が供給される。すなわち、低弾性状態では、高弾性状態に対して、電磁石４に供給する電流の向きが反対になる。これにより、電磁石４が発生する磁場は、永久磁石３が発生する磁場を打ち消す方向に作用する。電磁石４が発生する磁場の強さは、永久磁石３が発生する磁場の強さ以下の範囲で変更可能である。 As shown in FIG. 2C, in the low elasticity state of the viscoelasticity variable device 1, the electromagnet 4 is arranged so that the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is opposite to the direction of the magnetic field generated by the permanent magnet 3. Power is supplied. That is, in the low elasticity state, the direction of the current supplied to the electromagnet 4 is opposite to the high elasticity state. Thereby, the magnetic field generated by the electromagnet 4 acts in a direction to cancel the magnetic field generated by the permanent magnet 3. The strength of the magnetic field generated by the electromagnet 4 can be changed within a range equal to or less than the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 3.

電磁石４が発生する磁場の強さが、永久磁石３が発生する磁場の強さ以下の範囲では、永久磁石３が生じる磁場の少なくとも一部が、電磁石４が生じる磁場によって打ち消され、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が基準状態よりも弱くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が基準状態よりも小さくなる。この範囲では、電磁石４に供給する電流を増大させ、電磁石４が発生する磁場を大きくするほど、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が一層弱くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が一層小さくなる。電磁石４が発生する磁場が、永久磁石３が発生する磁場と同一の強さのときには、電磁石４が発生する磁場と永久磁石３が発生する磁場とは互いに相殺され、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が略０になる。この状態では、磁気粘弾性エラストマ２の粘弾性は、基質エラストマ１１単独の弾性率と略同一となり、最も小さくなる。 When the strength of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is less than or equal to the strength of the magnetic field generated by the permanent magnet 3, at least a part of the magnetic field generated by the permanent magnet 3 is canceled by the magnetic field generated by the electromagnet 4, and magnetic viscoelasticity is achieved. The magnetic field applied to the elastomer 2 becomes weaker than the reference state, and the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes smaller than the reference state. In this range, as the current supplied to the electromagnet 4 is increased and the magnetic field generated by the electromagnet 4 is increased, the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes weaker and the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 2 is further increased. Get smaller. When the magnetic field generated by the electromagnet 4 has the same strength as the magnetic field generated by the permanent magnet 3, the magnetic field generated by the electromagnet 4 and the magnetic field generated by the permanent magnet 3 cancel each other and are applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2. The applied magnetic field becomes substantially zero. In this state, the viscoelasticity of the magnetic viscoelastic elastomer 2 is substantially the same as the elastic modulus of the substrate elastomer 11 alone and is the smallest.

なお、電磁石４が発生する磁場が、永久磁石３が発生する磁場に対して逆向きであり、かつ永久磁石３が発生する磁場より強い場合には、永久磁石３が発生する磁場が完全に打ち消された後も電磁石４が発生する磁場が残り、磁気粘弾性エラストマ２に印加される。そのため、この範囲では、電磁石４が発生する磁場が強くなるほど、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が強くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が大きくなる。 When the magnetic field generated by the electromagnet 4 is opposite to the magnetic field generated by the permanent magnet 3 and is stronger than the magnetic field generated by the permanent magnet 3, the magnetic field generated by the permanent magnet 3 is completely canceled out. After that, the magnetic field generated by the electromagnet 4 remains and is applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2. Therefore, in this range, the stronger the magnetic field generated by the electromagnet 4, the stronger the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 and the greater the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 2.

以上のように、粘弾性可変装置１は、基準状態では電磁石４への電力供給を停止し、永久磁石３によって磁場を印加するため、電力消費量を低減することができる。基準状態における磁気粘弾性エラストマ２の弾性率を所定の値に調整するためには、永久磁石３の素材を変更して発生する磁場の強さを調整する手法や、永久磁石３の形状や永久磁石３と磁気粘弾性エラストマ２との相対位置を変更することによって磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場の強さを調整する手法を用いるとよい。粘弾性可変装置１は、基準状態から、電磁石４によって永久磁石３の磁場と同じ方向の磁場を加えることによって、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場を強くし、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率を大きくすることができる。また、粘弾性可変装置１は、基準状態から、電磁石４によって永久磁石３の磁場と反対の方向の磁場を加えることによって、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場を弱くし、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率を小さくすることができる。 As described above, the viscoelasticity variable device 1 stops the power supply to the electromagnet 4 in the reference state and applies the magnetic field by the permanent magnet 3, so that the power consumption can be reduced. In order to adjust the elastic modulus of the magnetic viscoelastic elastomer 2 in the reference state to a predetermined value, a method of adjusting the strength of the magnetic field generated by changing the material of the permanent magnet 3, the shape of the permanent magnet 3, and the permanent A technique of adjusting the strength of the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 by changing the relative position between the magnet 3 and the magnetic viscoelastic elastomer 2 may be used. The viscoelasticity variable device 1 strengthens the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 by applying a magnetic field in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet 3 by the electromagnet 4 from the reference state. The rate can be increased. Further, the viscoelasticity variable device 1 weakens the magnetic field applied to the magnetoviscoelastic elastomer 2 by applying a magnetic field in the direction opposite to the magnetic field of the permanent magnet 3 by the electromagnet 4 from the reference state, thereby reducing the magnetic viscoelastic elastomer. The elastic modulus of 2 can be reduced.

以上のように構成した粘弾性可変装置１は、例えば車両の車体骨格と内燃機関との間に介装されるエンジンマウントや、車輪を支持するナックルとサスペンションアームとの間に介装されるブッシュとして適用することができる。 The viscoelasticity variable device 1 configured as described above includes, for example, an engine mount interposed between a vehicle body skeleton and an internal combustion engine, or a bush interposed between a knuckle and a suspension arm that supports wheels. Can be applied as

図３は、第１実施形態に係る粘弾性可変装置の使用例を示す図であって、（Ａ）縦配置例１、（Ｂ）縦配置例２、（Ｃ）横配置例１である。図３に示すように、粘弾性可変装置１を緩衝装置としてのエンジンマウントに使用する場合には、車体骨格に一体に設けられた第１部材３１と、内燃機関と一体に設けられた第２部材３２との間に粘弾性可変装置１を介装する。このとき、図３（Ａ）の縦配置例１に示すように、磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと第１部材３１及び第２部材３２が対向する方向とが一致するように、永久磁石３及び電磁石４のボビン２１を第１部材３１に取り付け、第２磁性体６を第２部材３２に取り付ける。また、図３（Ｂ）の縦配置例２に示すように、永久磁石３及び電磁石４を、第１磁性体５に対して小さく形成し、電磁石４よりも外側に延出した第１磁性体５に第１部材３１を取り付け、第２磁性体６を第２部材３２に取り付けてもよい。また、図３（Ｃ）の横配置例１に示すように、磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと第１部材３１及び第２部材３２が対向する方向とが直交するように、第１部材３１及び第２部材３２の間に磁気粘弾性エラストマ２のみを介装してもよい。粘弾性可変装置１は、内燃機関の振動に応じて、内燃機関の振動を抑制するように、電磁石４に電流を供給し、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場を変化させ、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率を変化させる。 FIG. 3 is a diagram illustrating a usage example of the viscoelasticity variable device according to the first embodiment, which is (A) vertical arrangement example 1, (B) vertical arrangement example 2, and (C) horizontal arrangement example 1. As shown in FIG. 3, when the viscoelasticity variable device 1 is used for an engine mount as a shock absorber, a first member 31 provided integrally with the vehicle body skeleton and a second member provided integrally with the internal combustion engine. The viscoelasticity variable device 1 is interposed between the member 32 and the member 32. At this time, as shown in the vertical arrangement example 1 in FIG. 3A, the permanent magnet 3 is arranged such that the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2 coincides with the direction in which the first member 31 and the second member 32 face each other. The bobbin 21 of the electromagnet 4 is attached to the first member 31, and the second magnetic body 6 is attached to the second member 32. Moreover, as shown in the vertical arrangement example 2 of FIG. 3B, the first magnetic body in which the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 are formed smaller than the first magnetic body 5 and extend outward from the electromagnet 4. The first member 31 may be attached to 5 and the second magnetic body 6 may be attached to the second member 32. Moreover, as shown in the horizontal arrangement example 1 in FIG. 3C, the first member 31 is set so that the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2 and the direction in which the first member 31 and the second member 32 face each other are orthogonal to each other. In addition, only the magnetic viscoelastic elastomer 2 may be interposed between the second members 32. The viscoelasticity variable device 1 supplies a current to the electromagnet 4 so as to suppress the vibration of the internal combustion engine in accordance with the vibration of the internal combustion engine, and changes the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 so as to change the magnetic viscoelasticity. The elastic modulus of the elastomer 2 is changed.

（第２実施形態）
第２実施形態に係る粘弾性可変装置５０は、第１実施形態に係る粘弾性可変装置１に比べて永久磁石３の位置及び支持構造が異なる。以下の説明では、第２実施形態に係る粘弾性可変装置５０の構成について、第１実施形態に係る粘弾性可変装置１と同様のものは同一の符号を付して説明を省略する。 (Second Embodiment)
The viscoelasticity variable device 50 according to the second embodiment differs from the viscoelasticity variable device 1 according to the first embodiment in the position and support structure of the permanent magnet 3. In the following description, with respect to the configuration of the viscoelasticity variable device 50 according to the second embodiment, the same components as those of the viscoelasticity variable device 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図４は、第２実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図である。図４に示すように、粘弾性可変装置５０では、ボビン２１の筒部２４の内孔２６に、永久磁石３に代えてコア５１が設けられている。コア５１は、強磁性体又はフェリ磁性を有する材料から形成され、例えばフェライト等の鉄系金属であってよい。コア５１は、第１磁性体５及びボビン２１の少なくとも一方に接合されている。他の実施形態では、コア５１は、ボビン２１と一体に形成されていてもよい。 FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the viscoelasticity variable device according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, in the viscoelasticity variable device 50, a core 51 is provided in the inner hole 26 of the cylindrical portion 24 of the bobbin 21 instead of the permanent magnet 3. The core 51 is formed of a ferromagnetic material or a ferrimagnetic material, and may be an iron-based metal such as ferrite, for example. The core 51 is joined to at least one of the first magnetic body 5 and the bobbin 21. In other embodiments, the core 51 may be formed integrally with the bobbin 21.

ボビン２１の第１磁性体５側と相反する側のフランジ部２５には、磁石ホルダ５２が接合されている。磁石ホルダ５２は、磁化されず、磁場の影響を受けない非磁性体から形成されている。磁石ホルダ５２は、コア５１と対向する部分に、磁気粘弾性エラストマ２の軸線Ａと同軸になるように、ガイド孔５３が形成されている。ガイド孔５３には、永久磁石３が軸線Ａ方向に摺動可能に挿入されている。また、磁石ホルダ５２は、ガイド孔５３のコア５１側と相反する側の端部に、フック状のストッパ５４を有している。永久磁石３は、コア５１に突き当たる第１位置と、ストッパ５４に係止される第２位置との間で、軸線Ａに沿って変位可能に磁石ホルダ５２に支持されている。 A magnet holder 52 is joined to the flange portion 25 on the side opposite to the first magnetic body 5 side of the bobbin 21. The magnet holder 52 is formed of a nonmagnetic material that is not magnetized and is not affected by the magnetic field. In the magnet holder 52, a guide hole 53 is formed at a portion facing the core 51 so as to be coaxial with the axis A of the magneto-viscoelastic elastomer 2. The permanent magnet 3 is inserted into the guide hole 53 so as to be slidable in the direction of the axis A. The magnet holder 52 has a hook-shaped stopper 54 at the end of the guide hole 53 opposite to the core 51 side. The permanent magnet 3 is supported by the magnet holder 52 so as to be displaceable along the axis A between a first position where it hits the core 51 and a second position where it is locked by the stopper 54.

永久磁石３は、ガイド孔５３内において、そのＮ極とＳ極とを結ぶ線分が軸線Ａと平行になるように配置されている。また、本実施形態では、永久磁石３のＮ極とＳ極とを結ぶ線分、電磁石４のＮ極とＳ極とを結ぶ線分、及び軸線Ａは、１つの直線上に配置されている。 The permanent magnet 3 is disposed in the guide hole 53 so that a line segment connecting the N pole and the S pole is parallel to the axis A. In the present embodiment, the line segment connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet 3, the line segment connecting the N pole and the S pole of the electromagnet 4, and the axis A are arranged on one straight line. .

図５は、第２実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態である。図５中の実線矢印は電磁石４から生じる磁力線を表し、破線矢印は永久磁石３から生じる矢印を表す。図５（Ａ）に示すように、粘弾性可変装置１の基準状態では、電磁石４への電力供給が停止され、電磁石４は磁場を発生しない。永久磁石３は、所定の磁場を発生し、対向するコア５１と、第１磁性体５及び第２磁性体６とを磁化する。これにより、永久磁石３は、コア５１に吸引され、第１位置に位置する。この状態では、永久磁石３は、コア５１、第１及び第２磁性体５、６を介して磁気粘弾性エラストマ２に印加する。 FIG. 5 is an explanatory view showing a state of the viscoelasticity variable device according to the second embodiment, in which (A) a reference state, (B) a high elasticity state, and (C) a low elasticity state. A solid line arrow in FIG. 5 represents a line of magnetic force generated from the electromagnet 4, and a broken line arrow represents an arrow generated from the permanent magnet 3. As shown in FIG. 5A, in the reference state of the viscoelasticity variable device 1, the power supply to the electromagnet 4 is stopped, and the electromagnet 4 does not generate a magnetic field. The permanent magnet 3 generates a predetermined magnetic field and magnetizes the opposing core 51, the first magnetic body 5, and the second magnetic body 6. Thereby, the permanent magnet 3 is attracted | sucked by the core 51 and located in a 1st position. In this state, the permanent magnet 3 is applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 via the core 51 and the first and second magnetic bodies 5 and 6.

図５（Ｂ）に示すように、粘弾性可変装置５０の高弾性状態では、電磁石４が永久磁石３と同方向の磁場を発生するように、電磁石４に電流が供給される。これにより、コア５１、第１及び第２磁性体５、６は、電磁石４及び永久磁石３から同方向の磁場を受けて磁化される。これにより、永久磁石３は、コア５１に一層吸引され、第１位置に維持される。永久磁石３と電磁石４とを合わせた磁場は、基準状態の磁場と比べて同じ方向に強くなるため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が強くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が基準状態よりも増大する。電磁石４が発生する磁場の向きと永久磁石３が発生する磁場の向きとが同じ場合には、電磁石４に供給される電流が増大し、電磁石４が発生する磁場が強くなるほど、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が増大する。 As shown in FIG. 5B, in the highly elastic state of the viscoelasticity variable device 50, current is supplied to the electromagnet 4 so that the electromagnet 4 generates a magnetic field in the same direction as the permanent magnet 3. As a result, the core 51 and the first and second magnetic bodies 5 and 6 are magnetized by receiving a magnetic field in the same direction from the electromagnet 4 and the permanent magnet 3. As a result, the permanent magnet 3 is further attracted to the core 51 and maintained at the first position. Since the combined magnetic field of the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 is stronger in the same direction than the magnetic field in the reference state, the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes stronger, and the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 2 is increased. Increased from the reference state. When the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is the same as the direction of the magnetic field generated by the permanent magnet 3, the current supplied to the electromagnet 4 increases, and the stronger the magnetic field generated by the electromagnet 4, the more the magneto-viscoelastic elastomer. The elastic modulus of 2 increases.

図５（Ｃ）に示すように、粘弾性可変装置５０の低弾性状態では、電磁石４が発生する磁場の向きが、永久磁石３が発生する磁場の向きと反対になるように、電磁石４に電力が供給される。すなわち、低弾性状態では、高弾性状態に対して、電磁石４に供給する電流の向きが反対になる。コア５１、第１及び第２磁性体５、６は、電磁石４からの磁場を受けて、基準状態及び高弾性状態とは反対の向きに磁化される。これにより、コア５１における永久磁石３と対向する一面側には、対向する永久磁石３と同極の磁極が発生し、永久磁石３とコア５１との間には斥力が生じる。これにより、永久磁石３は、軸線Ａに沿ってコア５１から離れる方向、すなわち第２位置側に移動する。永久磁石３が第２位置側に移動することによって、永久磁石３と磁気粘弾性エラストマ２との距離が大きくなり、永久磁石３の磁場が磁気粘弾性エラストマ２に与える影響が小さくなる。すなわち、永久磁石３によって磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が弱くなる。 As shown in FIG. 5C, in the low elasticity state of the viscoelasticity variable device 50, the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is opposite to the direction of the magnetic field generated by the permanent magnet 3. Power is supplied. That is, in the low elasticity state, the direction of the current supplied to the electromagnet 4 is opposite to the high elasticity state. The core 51 and the first and second magnetic bodies 5 and 6 receive the magnetic field from the electromagnet 4 and are magnetized in the direction opposite to the reference state and the highly elastic state. As a result, a magnetic pole having the same polarity as the opposing permanent magnet 3 is generated on one side of the core 51 facing the permanent magnet 3, and a repulsive force is generated between the permanent magnet 3 and the core 51. Thereby, the permanent magnet 3 moves along the axis A in the direction away from the core 51, that is, the second position side. When the permanent magnet 3 moves to the second position side, the distance between the permanent magnet 3 and the magnetic viscoelastic elastomer 2 is increased, and the influence of the magnetic field of the permanent magnet 3 on the magnetic viscoelastic elastomer 2 is reduced. That is, the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 by the permanent magnet 3 becomes weak.

低弾性状態では、電磁石４が発生する磁場が、永久磁石３が発生する磁場を打ち消す方向に作用するため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場は弱くなる。このとき、第２実施形態に係る粘弾性可変装置５０は、第１実施形態に係る粘弾性可変装置１に比べて、永久磁石３が磁気粘弾性エラストマ２から離れる方向に移動するため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場は一層弱くなる。すなわち、永久磁石３から磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が弱くなるため、電磁石４はより弱い磁場で磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場を打ち消すことができる。これにより、電磁石４に供給する電流を低減することができる。 In the low elastic state, the magnetic field generated by the electromagnet 4 acts in a direction that cancels the magnetic field generated by the permanent magnet 3, so that the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes weak. At this time, the variable viscoelasticity device 50 according to the second embodiment moves the permanent magnet 3 in a direction away from the magnetic viscoelastic elastomer 2 as compared with the viscoelasticity variable device 1 according to the first embodiment. The magnetic field applied to the elastic elastomer 2 is further weakened. That is, since the magnetic field applied from the permanent magnet 3 to the magnetic viscoelastic elastomer 2 becomes weak, the electromagnet 4 can cancel the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 with a weaker magnetic field. Thereby, the electric current supplied to the electromagnet 4 can be reduced.

（第３実施形態）
第３実施形態に係る粘弾性可変装置７０は、第２実施形態に係る粘弾性可変装置５０に比べてコア５１を省略した点が異なる。以下の説明では、第３実施形態に係る粘弾性可変装置７０の構成について、第１及び第２実施形態に係る粘弾性可変装置１、５０と同様のものは同一の符号を付して説明を省略する。 (Third embodiment)
The viscoelasticity variable device 70 according to the third embodiment is different from the viscoelasticity variable device 50 according to the second embodiment in that the core 51 is omitted. In the following description, with respect to the configuration of the viscoelasticity variable device 70 according to the third embodiment, the same components as those of the viscoelasticity variable devices 1 and 50 according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. Omitted.

図６は、第３実施形態に係る粘弾性可変装置を示す構成図である。図６に示すように、第３実施形態に係る粘弾性可変装置７０は、ボビン２１の筒部２４の内孔２６からコア５１が省略されている。内孔２６は、磁石ホルダ５２のガイド孔５３と接続し、連続したガイド通路７１を形成している。内孔２６は、ガイド孔５３と同一の横断面を有し、永久磁石３を摺動可能に収容する。これにより、永久磁石３は、ストッパ５４に係止される第２位置と、内孔２６内に位置し、第１磁性体５に突き当たる第３位置との間で、軸線Ａに沿って変位可能に磁石ホルダ５２及びボビン２１に支持されている。すなわち、永久磁石３は、コイル２２の内部（内孔２６）に対して出没可能に、電磁石４及び磁石ホルダ５２に支持されている。 FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the viscoelasticity variable device according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, in the viscoelasticity variable device 70 according to the third embodiment, the core 51 is omitted from the inner hole 26 of the cylindrical portion 24 of the bobbin 21. The inner hole 26 is connected to the guide hole 53 of the magnet holder 52 and forms a continuous guide passage 71. The inner hole 26 has the same cross section as the guide hole 53 and accommodates the permanent magnet 3 so as to be slidable. Thus, the permanent magnet 3 can be displaced along the axis A between the second position where the permanent magnet 3 is locked by the stopper 54 and the third position where the permanent magnet 3 is located in the inner hole 26 and abuts against the first magnetic body 5. Are supported by the magnet holder 52 and the bobbin 21. In other words, the permanent magnet 3 is supported by the electromagnet 4 and the magnet holder 52 so as to be able to appear in and out of the inside of the coil 22 (inner hole 26).

図７は、第３実施形態に係る粘弾性可変装置の状態を示す説明図であって、（Ａ）基準状態、（Ｂ）高弾性状態、（Ｃ）低弾性状態である。図７中の実線矢印は電磁石４から生じる磁力線を表し、破線矢印は永久磁石３から生じる矢印を表す。図７（Ａ）に示すように、粘弾性可変装置１の基準状態では、電磁石４は磁場を発生せず、永久磁石３は所定の磁場を発生し、第１磁性体５及び第２磁性体６を磁化する。永久磁石３は、第１磁性体５に吸引され、第３位置に位置する。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the state of the viscoelasticity variable device according to the third embodiment, where (A) a reference state, (B) a high elasticity state, and (C) a low elasticity state. A solid line arrow in FIG. 7 represents a magnetic force line generated from the electromagnet 4, and a broken line arrow represents an arrow generated from the permanent magnet 3. As shown in FIG. 7A, in the reference state of the viscoelasticity variable device 1, the electromagnet 4 does not generate a magnetic field, the permanent magnet 3 generates a predetermined magnetic field, and the first magnetic body 5 and the second magnetic body. 6 is magnetized. The permanent magnet 3 is attracted to the first magnetic body 5 and is located at the third position.

図７（Ｂ）に示すように、粘弾性可変装置７０の高弾性状態では、電磁石４が永久磁石３と同方向の磁場を発生するように、電磁石４に電流が供給される。これにより、第１及び第２磁性体５、６は、電磁石４及び永久磁石３から同方向の磁場を受けて磁化され、永久磁石３は、第１磁性体５に一層吸引され、第３位置に維持される。永久磁石３と電磁石４とを合わせた磁場は、基準状態の磁場と比べて同じ方向に強くなるため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が強くなり、磁気粘弾性エラストマ２の弾性率が基準状態よりも増大する。 As shown in FIG. 7B, in the highly elastic state of the viscoelasticity variable device 70, current is supplied to the electromagnet 4 so that the electromagnet 4 generates a magnetic field in the same direction as the permanent magnet 3. As a result, the first and second magnetic bodies 5 and 6 are magnetized by receiving a magnetic field in the same direction from the electromagnet 4 and the permanent magnet 3, and the permanent magnet 3 is further attracted to the first magnetic body 5 to be in the third position. Maintained. Since the combined magnetic field of the permanent magnet 3 and the electromagnet 4 is stronger in the same direction than the magnetic field in the reference state, the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes stronger, and the elastic modulus of the magneto-viscoelastic elastomer 2 is increased. Increased from the reference state.

図７（Ｃ）に示すように、粘弾性可変装置７０の低弾性状態では、電磁石４が発生する磁場の向きが、永久磁石３が発生する磁場の向きと反対になるように、電磁石４に電力が供給される。第１及び第２磁性体５、６は、電磁石４からの磁場を受けて、基準状態及び高弾性状態とは反対の向きに磁化され、永久磁石３と第１磁性体５との間には斥力が生じる。これにより、永久磁石３は、軸線Ａに沿って第１磁性体５から離れる方向、すなわち第２位置側に移動し、永久磁石３によって磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場が弱くなる。低弾性状態では、電磁石４が発生する磁場が、永久磁石３が発生する磁場を打ち消す方向に作用するため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場は弱くなる。このとき、永久磁石３が磁気粘弾性エラストマ２から離れる方向に移動するため、磁気粘弾性エラストマ２に印加される磁場は一層弱くなる。 As shown in FIG. 7C, in the low elasticity state of the viscoelasticity variable device 70, the direction of the magnetic field generated by the electromagnet 4 is opposite to the direction of the magnetic field generated by the permanent magnet 3. Power is supplied. The first and second magnetic bodies 5 and 6 receive a magnetic field from the electromagnet 4 and are magnetized in a direction opposite to the reference state and the highly elastic state, and between the permanent magnet 3 and the first magnetic body 5. Repulsive force is generated. Thereby, the permanent magnet 3 moves along the axis A in the direction away from the first magnetic body 5, that is, the second position side, and the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 by the permanent magnet 3 becomes weak. In the low elastic state, the magnetic field generated by the electromagnet 4 acts in a direction that cancels the magnetic field generated by the permanent magnet 3, so that the magnetic field applied to the magneto-viscoelastic elastomer 2 becomes weak. At this time, since the permanent magnet 3 moves away from the magnetic viscoelastic elastomer 2, the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 is further weakened.

第３実施形態に係る粘弾性可変装置７０は、第２実施形態に係る粘弾性可変装置５０に比べて、永久磁石３の変位ストロークが長いため、永久磁石３が磁気粘弾性エラストマ２に印加する磁場の強さの可変範囲を大きくすることができる。また、永久磁石３は、基準状態及び高弾性状態において磁気粘弾性エラストマ２に一層接近することができるため、磁気粘弾性エラストマ２に印加する磁場を強くすることができる。永久磁石３はボビン２１の内孔２６内に出没するため、装置の大型化を避けつつ、変位ストロークを長く確保することができる。 The viscoelasticity variable device 70 according to the third embodiment has a longer displacement stroke of the permanent magnet 3 than the viscoelasticity variable device 50 according to the second embodiment, so that the permanent magnet 3 applies the magnetic viscoelastic elastomer 2. The variable range of the magnetic field strength can be increased. Further, since the permanent magnet 3 can further approach the magnetic viscoelastic elastomer 2 in the reference state and the high elastic state, the magnetic field applied to the magnetic viscoelastic elastomer 2 can be strengthened. Since the permanent magnet 3 appears and disappears in the inner hole 26 of the bobbin 21, it is possible to ensure a long displacement stroke while avoiding an increase in the size of the apparatus.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。また、上記実施形態で示した各構成は、適宜取捨選択することができる。例えば、第１実施形態に係る粘弾性可変装置１では、第１及び第２磁性体５、６は、必須の構成ではなく、省略してもよい。また、上記実施形態のボビン２１の構成は例示であり、フランジ部２５は省略することができる。また、第２実施形態では、ボビン２１を省略し、コア５１の外周にコイル２２を直接に設けてもよい。また、ボビン２１と磁石ホルダ５２を一体に形成してもよい。 Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. Moreover, each structure shown by the said embodiment can be selected suitably. For example, in the viscoelasticity variable device 1 according to the first embodiment, the first and second magnetic bodies 5 and 6 are not essential components and may be omitted. Moreover, the structure of the bobbin 21 of the said embodiment is an illustration, and the flange part 25 can be abbreviate | omitted. In the second embodiment, the bobbin 21 may be omitted and the coil 22 may be provided directly on the outer periphery of the core 51. Further, the bobbin 21 and the magnet holder 52 may be integrally formed.

１、５０、７０…粘弾性可変装置、２…磁気粘弾性エラストマ、３…永久磁石、４…電磁石、５…第１磁性体、６…第２磁性体、１１…基質エラストマ、１２…磁性粒子、１４…第１主面、１５…第２主面、２１…ボビン、２２…コイル、２４…筒部、２５…フランジ部、２６…内孔、３１…第１部材、３２…第２部材、５１…コア、５２…磁石ホルダ（永久磁石支持部材）、５３…ガイド孔、５４…ストッパ、７１…ガイド通路、Ａ…中心軸線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 50, 70 ... Viscoelasticity variable apparatus, 2 ... Magnetic viscoelastic elastomer, 3 ... Permanent magnet, 4 ... Electromagnet, 5 ... 1st magnetic body, 6 ... 2nd magnetic body, 11 ... Substrate elastomer, 12 ... Magnetic particle , 14 ... 1st main surface, 15 ... 2nd main surface, 21 ... Bobbin, 22 ... Coil, 24 ... Tube part, 25 ... Flange part, 26 ... Inner hole, 31 ... 1st member, 32 ... 2nd member, DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 ... Core, 52 ... Magnet holder (permanent magnet support member), 53 ... Guide hole, 54 ... Stopper, 71 ... Guide path, A ... Center axis

Claims

A magnetic viscoelastic elastomer having a central axis, in which magnetic particles are dispersed, and whose elastic modulus changes according to the strength of an applied magnetic field;
An electromagnet that is provided so that its central axis coincides with the central axis of the magneto-viscoelastic elastomer, applies a magnetic field to the magneto-viscoelastic elastomer, and changes the applied magnetic field;
A permanent magnet for applying a magnetic field to the magneto-viscoelastic elastomer;
A permanent magnet support member that supports the permanent magnet so as to be displaceable along the central axis of the magneto-viscoelastic elastomer according to a magnetic field generated by the electromagnet ;
The electromagnet has an annular coil arranged so that a central axis thereof coincides with the central axis of the magneto-viscoelastic elastomer, and is in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet or opposite to the magnetic field of the permanent magnet. Generate a magnetic field
The viscoelasticity variable device, wherein the permanent magnet support member supports the permanent magnet so as to protrude and retract with respect to a central portion of the coil along the central axis .

The magnetic viscoelastic elastomer is further bonded along the side surface, and further has a magnetic body bonded to the electromagnet ,
The viscoelasticity variable device according to claim 1 , wherein the magnetic body is magnetized by a magnetic field of the permanent magnet and the electromagnet.