特許 6574968 磁気変形部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6574968

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】磁気変形部材

(51)【国際特許分類】

   G09F 19/02 20060101AFI20190909BHJP

   H01L 41/06 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 41/12 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 41/47 20130101ALI20190909BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20190909BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20190909BHJP

   G09B 21/00 20060101ALI20190909BHJP

   G09F 9/37 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   G09F19/02 K

   H01L41/06

   H01L41/12

   H01L41/47

   G06F3/01 560

   G06F3/041 480

   G09B21/00 B

   G09F9/37

【請求項の数】18

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-526040(P2018-526040)

(86)(22)【出願日】2017年6月26日

(86)【国際出願番号】JP2017023367

(87)【国際公開番号】WO2018008444

(87)【国際公開日】20180111

【審査請求日】2018年12月19日

(31)【優先権主張番号】特願2016-135300(P2016-135300)

(32)【優先日】2016年7月7日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】313001332

【氏名又は名称】積水ポリマテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106220

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 正悟

(72)【発明者】

【氏名】須田 裕美

【審査官】 金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４４０２３８９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開平０６−２５９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５０２０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９５０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２４３８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２４４８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１６２２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６２−０４３３８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特許第４８７４４９８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第５７１７４２３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｆ １９／０２ − １９／１０

Ｇ０９Ｆ ９／３７

Ｇ０６Ｆ ３／０１ − ３／０４８９

Ｇ０９Ｂ ２１／００ − ２１／０２

Ｈ０１Ｌ ４１／０６

Ｈ０１Ｌ ４１／１２

Ｈ０１Ｌ ４１／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性を備える弾性体でなる磁性部と、前記磁性部の少なくとも側面を覆う非磁性の弾性体でなるベース部とを備える磁気変形部材であって、
少なくとも前記磁性部に、磁場の印加により前記ベース部との境界側端部が形状変形する磁性変形部を有し、この形状変形が表れる表示部を表面に有する磁気変形部材。

【請求項2】

前記磁性変形部は、前記磁性部の中央部に対して前記境界側端部を相対的に外方に突出するように形状変形する
請求項１記載の磁気変形部材。

【請求項3】

前記ベース部における前記磁性部との境界側端部に、前記磁性部の前記磁性変形部の形状変形に伴って形状変形するベース変形部を有する
請求項１又は請求項２記載の磁気変形部材。

【請求項4】

前記表面とは反対側の前記ベース部と前記磁性部の両表面に、剛体でなる硬質部を備える
請求項１または請求項２記載の磁気変形部材。

【請求項5】

前記表面に、前記磁性部と前記ベース部の表面を保護する保護部を備える
請求項１〜請求項４何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項6】

前記ベース部よりも硬質の規制部を前記ベース部の外縁に備える
請求項１〜請求項５何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項7】

前記表面とは反対側に、前記磁場を印加する磁石を備える
請求項１〜請求項５何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項8】

前記表面に対する交差方向への磁力線を印加して前記磁場を形成するように磁石を配置する
請求項１〜請求項７何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項9】

前記表示部は、電子機器へのタッチ操作又は押圧操作が行われる操作部である
請求項１〜請求項８何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項10】

前記磁性変形部が、点字や文字、数字、記号、模様を表示する形状である
請求項１〜請求項８何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項11】

前記磁性部を複数備えており、
当該複数の磁性部は、各磁性部の前記磁性変形部どうしが一体となって所定の表示を構成するように配置されている
請求項１〜請求項１０何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項12】

前記磁性部が前記ベース部の肉厚を貫通する形状である
請求項１〜請求項１１何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項13】

前記磁性部の表面以外を前記ベース部が覆うものである
請求項１〜請求項１１何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項14】

前記磁性部を前記ベース部から突出させて形成する
請求項１〜請求項１３何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項15】

前記磁性部がゲルでなる
請求項１〜請求項１４何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項16】

前記磁性部が、磁性体が分散した粘性流体とこれを被覆する可撓性膜とを有する
請求項１〜請求項１４何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項17】

前記磁性部を、磁性金属箔や可撓性磁性膜からなる薄膜で構成する
請求項１〜請求項１４何れか１項記載の磁気変形部材。

【請求項18】

前記磁性部の硬度が、ＪＩＳ規定のＥ硬度で０〜５０である
請求項１〜請求項１７何れか１項記載の磁気変形部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒトに対する触覚性や視覚性が変化する表示部を表面に備える磁気変形部材に関する。

【背景技術】

【0002】

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おり、例えば、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の技術が特開２０１２−１２５１３６号公報（特許文献１）に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１２５１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この特開２０１２−１２５１３６号公報（特許文献１）には、磁場と磁性弾性体の変形との関係が詳細に説明されており、磁性弾性体の具体的な利用例としてはマッサージ機への適用が記されている。
本発明者は、この公報の記載にあるような磁性弾性体をはじめとして種々の磁性材料、弾性材料について研究を進めたところ興味深い性質を見出した。即ち本発明は、この興味深い性質に関して研究を重ねることによって、磁性弾性体の新たな可能性や代替材料の適用、そして、新たな用途を開発することに成功したので、本発明はこうした技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成する本発明の磁気変形部材は以下のとおり構成される。
即ち、磁性を備える弾性体でなる磁性部と、この磁性部の少なくとも側面を覆う非磁性の弾性体でなるベース部とを備える磁気変形部材であって、少なくとも前記磁性部に、磁場の印加によりベース部との境界側端部が形状変形する磁性変形部を有し、この形状変形が表れる表示部を表面に有する磁気変形部材を提供する。
そして、この変位が磁性部の中央部に対して前記境界側端部を相対的に外方に突出させる変位とすることができる。

【0006】

ベース部を有せず磁性部のみからなる部材に対して磁場を印加すると、厚みが薄くなる方向に磁性部全体が凹むか、または他の文献によれば厚み方向に伸びることが示されている。これらに共通するのは、磁性部の外形に対して伸びる方向または縮む方向のどちらか一方に変形するとされていることである。こうした従来技術に対して本発明では、弾性変形可能で磁性を備えた磁性部とともに、磁性を有しない弾性体であるベース部を設けることで、磁性部のベース部との境界側端部を変位させることに成功したのである。この現象は、均一な磁束中において、磁力に起因する圧縮方向の応力、圧縮変形によって厚みが小さくなる分の体積を外側に逃そうとする広がり方向の応力、この広がり方向の応力をベース部が抑制する力などが相乗的に作用することでもたらされると考えられる。

【0007】

磁性部のベース部との境界側端部の変位は、磁性部の中央部に対して前記境界側端部を相対的に外方に突出させる変位とすることができる。この変位は、磁性部自体が磁場によって弾性変形可能な柔軟性を有することに加え、この磁性部に接触するベース部もまた弾性体であるため、ベース部は磁性部の変形を抑制すると同時に、磁性部の変形に追随して磁性部との境界部分が伸張可能であるからである。

【0008】

前記ベース部における前記磁性部との境界側端部に、前記磁性部の磁性変形部の形状変形に伴って形状変形するベース変形部を有することができる。
ベース部における磁性部との境界側端部に、磁性部の磁性変形部の形状変形に伴って形状変形するベース変形部を有するため、磁性部だけでなくベース部も変形させることができ、これにより磁性部とベース部の境界部を変形させることができる。

【0009】

磁気変形部材は、その表面とは反対側のベース部と磁性部の両表面に、剛体でなる硬質部を備えることができる。
表示部を備える表面とは反対側の裏面となるベース部と磁性部の両表面に、剛体でなる硬質部を備えることとしたため、表面とは反対側の裏面方向への磁性部の変位を抑えることができ、表面から外方向への変位をより大きなものとすることができる。

【0010】

磁気変形部材の表面に、磁性部とベース部の表面を保護する保護部を備えるものとすることができる。
磁気変形部材の表面に保護部を備えたため、ゲルのような摩擦や引裂きに弱い材質からなるベース部や磁性部を保護し耐久性を高めることができる。また、表面の触感や操作性を良くすることができる。

【0011】

ベース部よりも硬質の規制部をベース部の外縁に備えるものとすることができる。ベース部の外縁にベース部よりも硬質の規制部を設けたため、磁性部やベース部の外方に向かう広がり変形を抑止して磁性部とベース部との境界部分の変位をより大きなものとすることができる。

【0012】

前記表面とは反対側に、前記磁場を印加する磁石を備えることができる。磁石を表面とは反対側の裏面に備えたため、磁気変形部材の一方面側だけに磁石を配置することができる。よって、磁石を磁気変形部材の裏側に隠すことができる。
また、前記表面に対する交差方向への磁力線を印加して前記磁場を形成するように磁石を配置することができる。前記表面に対する交差方向への磁力線を印加して前記磁場を形成するように磁石を配置したため、ベース部と磁性部との境界を表面に対する垂直方向に大きく変位させることができる。

【0013】

前記表示部を電子機器へのタッチ操作又は押圧操作が行われる操作部とする磁気変形部材とすることができる。
前記表示部は、電子機器へのタッチ操作又は押圧操作が行われる操作部であるため、タッチパネルや押しボタンスイッチを備える操作部として利用することができる。

【0014】

前記磁性変形部が、点字や文字、数字、記号、模様を表示する形状である磁気変形部材とすることができる。
即ち、磁性部のベース部との境界側端部の変位により点字や文字、数字を表示することができるため、点字や文字、数字を表示する表示機器として利用することができる。

【0015】

前記磁性部を複数備えており、当該複数の磁性部は、各磁性部の前記磁性変形部どうしが一体となって所定の表示を構成するように配置されている磁気変形部材とすることができる。
前記磁性部を複数備え、当該複数の磁性部は、各磁性部の前記磁性変形部どうしが一体となって所定の表示を構成するように配置したため、個々の磁性部を点字や文字、数字、種々の画像等の一部を構成する網点のように作用させ、点字や文字等の所望の表示を形成することができる。

【0016】

磁性部がベース部の肉厚を貫通する形状である磁気変形部材とすることができる。ベース部を貫通する磁性部を形成することで、磁場を印加したときに磁性部が圧縮変形し外側に広がろうとする体積を大きくするように作用させ、磁性部のベース部との境界側の突出変位を大きくすることができる。

【0017】

磁性部の表面以外をベース部が覆う磁気変形部材とすることができる。磁性部の表面以外をベース部が覆うこと、即ち、磁性部の表面を除く側面や底面を覆い、磁性部を表面側に偏在させることで、磁場の印加により磁性部が硬化しても、磁性部の下側に積層するベース部が柔らかく弾性変形することから、磁場の印加にかかわらず全体的に柔軟な磁気変形部材とすることができる。

【0018】

磁性部をベース部から突出させて形成することができる。磁性部をベース部から突出させて形成したため、その突出した磁性部が視認され易く、ヒトの指等に接触し易い。そのため、磁性部に対する視覚変化や触感変化を感じ易くすることができる。

【0019】

磁性部をゲルで構成することができる。磁性部をゲルとすることで、磁場の印加によって変形し易くすることができる。また、磁性部を流体を用いて構成する場合と比較して、流体漏れの心配がなく、耐久性を高めることができる。

【0020】

磁性部が、磁性体が分散した粘性流体とこれを被覆する可撓性膜とを有することができる。磁性部を、磁性体が分散した粘性流体とこれを被覆する可撓性膜とを有するため、磁場の印加による磁性部の硬さの変化を大きくすることができる。

【0021】

磁性部を、磁性金属箔や可撓性磁性膜からなる薄膜で構成することができる。磁性部を、磁性金属箔や可撓性磁性膜からなる薄膜で構成したため、ベース部成形用金型で磁性金属箔や可撓性磁性膜をインサート成形することで簡単に磁気変形部材を形成することができる。

【0022】

磁性部の硬度はＪＩＳ規定のＥ硬度で０〜５０とすることができる。磁性部の硬度をＪＩＳ規定のＥ硬度で０〜５０としたため、磁性部に含まれる磁性体が磁場の作用で移動し得る距離を長くでき、磁場を印加したときの変位を大きくすることができる。また、磁場を印加する前は柔軟でありながら、磁場を印加した後は硬度を高め、硬度変化に起因する触感の変化を得易くすることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、触感や視覚で認識できる磁気変形部材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】第１実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図１（Ａ）はその平面図、分図１（Ｂ）は分図１（Ａ）の１（Ｂ）−１（Ｂ）線断面図である。

【図2】第１実施形態の磁気変形部材に硬質部を設けた場合の説明図であり、図１（Ｂ）相当の断面図である。

【図3】第１実施形態の磁気変形部材に規制部を設けた場合の説明図であり、分図３（Ａ）はその左上端の平面図、分図３（Ｂ）はその右下端の平面図である。

【図4】第１実施形態の磁気変形部材に保護部を設けた場合の説明図であり、図１（Ｂ）相当の断面図である。

【図5】第１実施形態の磁気変形部材に磁石で磁場を印加した状態を示す説明図であり、図１（Ｂ）相当の断面図である。

【図6】第１実施形態の磁気変形部材に別の形態の磁石で磁場を印加した状態を示す説明図であり、図１（Ｂ）相当の断面図である。

【図7】第２実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図７（Ａ）はその平面図、分図７（Ｂ）は分図７（Ａ）の７（Ｂ）−７（Ｂ）線断面図である。

【図8】第２実施形態の磁気変形部材に磁石で磁場を印加した状態を示す説明図であり、図５相当の断面図である。

【図9】第２実施形態の磁気変形部材に別の形態の磁石で磁場を印加した状態を示す説明図であり、図６相当の断面図である。

【図10】第３実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図１０（Ａ）はその平面図、分図１０（Ｂ）は分図１０（Ａ）の１０（Ｂ）−１０（Ｂ）線断面図である。

【図11】第３実施形態の別の磁気変形部材の要部の説明図であり、図１０（Ｂ）相当の断面図である。

【図12】第３実施形態の磁気変形部材に磁石で磁場を印加した状態を示す説明図であり、分図１２（Ａ）は図１０で示す磁気変形部材の断面図、分図１２（Ｂ）は図１１で示す磁気変形部材の断面図である。

【図13】第４実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図１３（Ａ）はその平面図、分図１３（Ｂ）は分図１３（Ａ）の１３（Ｂ）−１３（Ｂ）線断面図である。

【図14】第５実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図１４（Ａ）はその平面図、分図１４（Ｂ）は分図１４（Ａ）の１４（Ｂ）−１４（Ｂ）線断面図である。

【図15】第６実施形態の磁気変形部材の要部の説明図であり、分図１５（Ａ）はその平面図、分図１５（Ｂ）は分図１５（Ａ）の１５（Ｂ）−１５（Ｂ）線断面図、分図１５（Ｃ）は分図１５（Ａ）の１５（Ｃ）−１５（Ｃ）線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明による磁気変形部材について図面を参照しつつ説明するが、各実施形態において同一の材質、組成、製法、作用、効果等については重複説明を省略する。
磁気変形部材を構成する主な構成単位について、まず第１実施形態から第３実施形態で説明し、こうした構成単位を持って形成される応用例について第４実施形態から第６実施形態で説明する。

【0026】

第１実施形態［図１〜図６］：
本実施形態の磁気変形部材１１の要部構成を図１で示す。図１（Ａ）はその平面図、図１（Ｂ）はその断面図である。この図１に示すように、磁気変形部材１１は磁性部２とベース部３とからなるものであり、本実施形態では、磁性部２がベース部３の肉厚を貫通しており、磁性部２の側面がベース部３で覆われている。磁気変形部材１１はその外形がシート状であり、そのシートの中に図１で示されたような磁性部２をベース部３で覆う構成が含まれている。また、後述するようにシートの表面ｓ１は磁場の印加により変形する表示部となっている。次には磁気変形部材１１を構成する磁性部２とベース部３について説明する。

【0027】

＜磁性部＞
磁性部は、ゴム弾性変形可能な材質（弾性体）でなり、磁性を備える部位である。その一形態として、バインダーとバインダーに分散する磁性体とを主成分とするゲル状部材とすることができ、この場合の磁性は磁性体によって発現する。

【0028】

磁性体には、磁場を印加したときに生じる応力を大きくするため、強磁性体を用いることが好ましい。また、磁場を印加していないときには、磁性体どうしの相互作用がないことが好ましいため保磁力の小さい軟磁性体であることが好ましい。軟磁性体としては、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。

【0029】

磁性部に含まれる磁性体の含有量を６〜６０体積％、質量割合でいえば６４〜９２質量％とすることが好ましい。磁性体の含有量が６体積％未満では、磁性部の変形量と硬さの双方が小さくなるおそれがある。また、磁性体の含有量が６０体積％を超えると、磁場を印加していない状態における磁性部の硬さが硬くなりすぎ、磁場を印加したときに磁性部が変形し難くなるおそれがある。

【0030】

後述する磁性部の変形を大きくするためには、磁性部中の磁性体どうしの距離が変化することが好ましく、磁性体どうしが離れて分散する程度の比較的少量を磁性部中に含むことが好ましい。具体的には、磁場を印加したときに、触感の変化の大きな磁性部とするために、磁性部に含まれる磁性体の含有量を２０〜４０体積％、質量割合でいえば６４〜８３質量％とすることが好ましい。

【0031】

また、磁場を印加したときの磁性部の硬さを硬くする場合には、磁性体どうしの相対位置を固定するために磁性体どうしの接点を多くすることが好ましい。より具体的には、磁性体をやや多めに含むことで、分散している磁性体どうしの距離を小さくして、任意の磁性体とその周囲の磁力が及ぶ範囲内の磁性体との接点を増やすことが好ましいと考えられる。したがって、磁場を印加したときの磁性部の硬さを硬くするためには、磁性部に含まれる磁性体の含有量を２０〜４９体積％、質量割合でいえば６４〜８８質量％とすることが好ましい。
磁性体の含有量を多くすると、磁場を印加しないときの磁性部の硬さも高まる傾向があるが、磁場を印加した時の硬さの上昇の方が大きいため、磁場印加時の硬さの変化を大きくしたい場合にも、磁性体の添加量を多くすることが好ましい。

【0032】

磁性体の平均粒径は、０．０５〜１０００μｍとすることが好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満の場合には、個々の磁性体に作用する磁力が小さくなるため、変位するための応力が小さく、変位が小さくなるおそれがある。一方、１０００μｍを超えると、磁性粉の粒子１つ１つに働く磁力が大きくなり、磁場印加時に磁性粉が脱落するおそれがある。

【0033】

磁性体の形状は、球状や塊状、柱状、針状、板状、鱗片状など種々の形状のものを用いることができる。しかし、磁場を印加したときの変位の大きさを大きくするという観点からは、球状などのアスペクト比が小さな粒子が好ましい。こうした粒子を用いることで、磁場を印加したときに、離れていた粒子どうしが確実に接近して、大きな変位を生じさせるためである。これに対して、アスペクト比が大きい粒子を用いた場合には、個々の粒子が回転することで、他の粒子と接近する場合もあるため、相対的に変位量が小さくなるおそれがある。また、磁場を印加したときの硬さの変化を大きくするという観点からも、球状などのアスペクト比が小さな粒子が好ましい。磁性体どうしが、密に接近することで、硬さが増すためである。

【0034】

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。

【0035】

バインダーは、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や硬さ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、針入度で３２０程度までは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としての形状を維持できないおそれがある。
上記針入度は、ＪＩＳ Ｋ２２２０記載の装置を用いて試験片の表面に対する針入度を測定した結果である。即ち、ＪＩＳ Ｋ２２０７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としている。

【0036】

磁性部は、上記磁性体をバインダー中に分散したものである。但し、磁性部に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。

【0037】

＜ベース部＞
ベース部は、非磁性の材料でなり、磁性部を囲むように形成されている。また、ベース部も、磁性部と同様にゴム弾性変形可能な材質（弾性体）でなり、その一態様としてはゲル状とすることができ、柔軟な触感を持たせることができる。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、磁性部との比較で磁化の程度が遥かに小さい実質的に非磁性であればよい。

【0038】

ベース部もまた磁性部のバインダーと同様に高分子材料で形成することができる。具体的には、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用いることができる。ベース部に用いる高分子材料は、磁性部のバインダーと同じでも良いし、異なるものでも良いが、同じ高分子材料を用いれば、ベース部と磁性部の密着性を高めて一体化しやすいなどのメリットがある。

【0039】

ベース部の硬さは、磁性部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。ベース部と磁性部の硬さを同じにすれば、磁場を印加しないときには、磁性部とベース部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、磁性部が硬くなることから磁性部とベース部の硬さの違いの感触を得ることができる。また、ベース部の硬さを磁性部の硬さよりも硬くすると、磁場を印加したときに生じる磁性部が広がろうとする方向に対する規制力が高まり、磁性部の端部の外方への変位を大きなものとすることができる。ただし、磁性部とベース部との境界部分の変位もまた、ベース部によって規制を受けるため、硬さの上限は針入度８０とすることが好ましい。

【0040】

＜硬質部＞
図２で示すように、磁性部２とベース部３の表面ｓ１とは反対側の面ｓ２に、剛体からなる硬質部４を積層することができる。硬質部４は、磁場を印加した場合に、表面ｓ１とは反対側へ磁性部２が変形することを抑止することができる。これにより、硬質部４を設けない場合よりも磁性部２の端部の外方への変形を大きなものとすることができると考えられる。
硬質部は、ベース部や磁性部が有する粘着性によって一体化するが、接着剤等を用いて一体化してもよいし、一体化しないように構成してもよい。硬質部４は硬質樹脂から形成することができる。

【0041】

＜規制部＞
図３で示すように、ベース部３の周囲（側面）には、ベース部３の広がりを規制する規制部５を設けることができる。磁気変形部材１１に磁場を印加したときに、磁性部２が圧縮されるとともに、周囲に広がる方向の応力が生じるが、ベース部３もまたゲル状で柔らかいため、ベース部が周囲に広がるおそれがある。そのため、そうした広がりを防止するために設けたのが規制部５である。
規制部の材質は、ベース部よりも硬い材質であれば、一定の効果を奏することができるが、より硬質な樹脂材料で形成することが好ましい。

【0042】

＜保護部＞
図４で示すように、磁性部２やベース部３の表面ｓ１には、磁性部２やベース部３を保護する保護部６を設けることができる。磁性部２やベース部３はゲル状物質からなるため、保護部６を設けることで、耐久性を高め、また表面ｓ１を表示部とする際にその触感を良くすることができる。また、保護部６に印刷等で文字や図形、模様等を施すことで機能性、意匠性を高めることができる。

【0043】

保護部は、磁性部に磁場を印加して磁性部を変位させ、その後、磁場の印加を解いたときに、元の形状に戻ることを助けるように作用させることができる一方で、磁性部の変位の妨げとなるおそれもある。そのため、保護部には、磁性部の変形を過度に妨げず、かつ磁場を解消したときには変位を元に戻すように働く弾性を備えることが好ましく、保護部もまた復元力を有する部材で構成し、磁性部の変位によって伸び縮みできる材質であることが好ましい。

【0044】

このような保護部としては、ブチルゴムやスチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等の合成ゴムの他、天然ゴムや、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、ウレタン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー等で構成される樹脂フィルムや塗膜を用いることができる。また、オレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等の樹脂フィルムについても可とう性を有する薄膜であれば好適に用いることができる。

【0045】

＜動作＞
次に、硬質部４を設けた構成の第１実施形態の磁気変形部材１１の動作について図５および図６に基づいて説明する。

【0046】

まず、図５で示すように、磁性部２とベース部３に硬質部４を設けた裏面ｓ２側に磁石Ｍ１を配置する。磁石Ｍ１の向きは、図面における上側がＮ極、下側がＳ極となるように配置するがこの逆であっても良い。これらの向きに磁石を配置することで磁力線の向きは表面ｓ１に対する交差方向へ向くようにすることができる。こうして磁石Ｍ１を配置し、磁場が印加されると磁性部２の中央部２ａは磁石に引きつけられるように凹む方向に変位する。そうした一方で磁性部の外周であり、ベース部との境界側の端部２ｂはこの中央部に対して相対的に外方に突出するように形状変形を起こす（磁性変形部）。この磁性部２に接するベース部３も弾性体であるため、ベース部３における磁性部２との境界側端部３ｂは前記端部２ｂの形状変形に伴って形状変形する（ベース変形部）。こうした変形に加えて、磁性部２全体が硬化する。この突出変形と硬化変化は、磁場の印加を解消すれば、即ち、磁石を除去すれば速やかに解消し、元の形状および元の硬さに戻る。

【0047】

磁性部とベース部の境界に変化が生じる理由は明らかではないが次のように考えられる。磁気変形部材を磁束に置くと磁力に起因する圧縮方向の応力が生じ中央部は凹む方向に変位するが、体積を外側に逃そうとする広がり方向にも変位する力が働く。ところが、磁性部の周囲はベース部が囲んでおり、この広がり方向の応力は規制され、表面方向に逃げることとなり、この力が磁力に起因する圧縮方向の応力に勝り、磁性部のベース部側の端面で突出するように変位するものと思われる。一方、硬くなる現象については、磁場の印加によって磁性体どうしが結びつき、拘束されることで磁性部が硬くなるものと思われる。

【0048】

磁場を印加する範囲を変えることで変形させる磁性部の数を変えることができる。図５に示すのは、１つの磁性部に対し、その磁性部だけに磁場が印加されるように磁石Ｍ１を配置したが、図６で示すように、３つの磁性部に対して磁場が印加されるように磁石Ｍ２を配置すれば、これら３つの磁性部を同時に変形させることができる。磁石に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。

【0049】

＜製造方法＞
磁気変形部材の製造方法の一例を説明する。磁性部については、まずバインダーとなる硬化前の液状高分子に磁性体を配合した液状組成物を調製し、この液状組成物を磁性部の形状に対応した金型に注入し硬化させて磁性部を得る。次に、ベースを成形する金型内にこの磁性部をインサートし、ベース部の材料である硬化前の液状高分子を注入して硬化させる。こうして、ベース部と磁性部が一体となった磁気変形部材を得る。

【0050】

硬質部や保護部を設ける方法としては、あらかじめ準備したフィルム状の硬質部または保護部を、ベース部を成形する金型内に磁性部とともにインサートして一体成形する方法や、磁性部とベース部とを形成した後、フィルム状の硬質部または保護部を貼り付けたり、塗装等で磁性部やベース部の表面や裏面に硬質部や保護部を設けたりする方法などが挙げられる。規制部を設ける方法としては、こうして得られたものの外周に規制部を貼り付ける方法が挙げられる。

【0051】

磁気変形部材１１は、磁場を印加することにより磁性部が硬化し、磁性部のベース部との境界側端部が外方に変位する。したがって、磁場を印加する前後で、磁気変形部材表面の触覚や視認性の変化を感じることができる。

【0052】

変形例１：
本実施形態で示す磁気変形部材は、磁性部の材質をゲル状物質から、磁性体が分散した粘性流体とこれを被覆する可撓性膜とに変更したものである。

【0053】

粘性流体としては、例えば、シリコーン系オイル、パラフィン系オイル、エステル系オイル、液状ゴム等の液体を用いることができまる。中でも、温度依存性、耐熱性、信頼性等の要求性能により、シリコーン系オイルが好ましく、具体的には、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が好適である。

【0054】

また、この粘性流体には、先の実施形態で示した磁性体を配合するが、磁性体の含有量は６〜４７体積％、質量割合でいえば６４〜８７質量％とすることが好ましい。磁性体の含有量が６体積％未満では、磁性部の変形量と硬さの双方が小さくなるおそれがある。磁性体の含有量が４７体積％を超えると、磁性体を含む粘性流体の流動性が損なわれるおそれがある。また、粘性流体には、磁性体以外にも種々に、液体に反応または溶解しない固体粒子を添加することができる。例えば、シリコーン系オイルに反応または溶解しない固体粒子としては、シリコーンレジン粉末、ポリメチルシルセスキオキサン粉末、湿式シリカ、乾式シリカ、ガラスビーズ、ガラスバルーン等、又はこれらの表面処理品等を用いることができ、これらを単独もしくは複数組合せて用いることができる。

【0055】

可とう膜としては、ゴム状弾性体を用いることができ、ブチルゴムやスチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等の合成ゴムの他、天然ゴムや、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、ウレタン系熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。

【0056】

本実施形態の構成において、磁性部の全体を可とう膜で覆う構成の他、ベース部を貫通する貫通孔の表面および裏面と、側面の表面付近および裏面付近を可とう膜で形成する構成とすることができる。この表面（および裏面）と側面の表面(および裏面）付近を可とう膜とする構成では、前記貫通孔の側面の一部を硬質樹脂で構成しても良い。硬質樹脂を利用することで、磁性流体の封止を容易にすることができるとともに、後述の硬質部との固着部位として利用することができる。
粘性流体と粘性流体に分散する磁性体を可とう膜で封止した構成とする磁性部であっても、その硬さは、前記実施形態における磁性部の硬さと同様の範囲とすることが好ましい。

【0057】

第２実施形態［図７〜図９］：
本実施形態の磁気変形部材２１を図７で示す。この磁気変形部材２１は、磁性部２を表面側ｓ１に偏在させており、表面ｓ１以外の部分をベース部３で覆っている。より具体的には、図７（Ｂ）の断面図で示すように、磁気変形部材２１の表面ｓ１から所定の厚さの磁性部２が形成されており、磁性部２の厚みを超える深部は周囲と同じベース部３となっている。
図７では、硬質部４を設けた構成を示すが、磁気変形部材１１と同様に、硬質部４や規制部５、保護部６を設けるか否かは任意である。

【0058】

本実施形態の磁気変形部材２１の動作について図８および図９に基づいて説明する。まず、図８で示すように、磁性部２とベース部３に硬質部４を設けた裏面ｓ２側に磁石Ｍ１を配置する。こうして磁場が印加されると磁性部２の中央部２ａは磁石に引きつけられるように凹む方向に変位し、ベース部との境界側の端部２ｂは外方に突出変位する。加えて、磁性部２全体が硬化する。この突出変位と硬化変化は、磁場の印加を解消すれば、即ち、磁石を除去すれば速やかに解消し、元の形状および元の硬さに戻る。
なお、図９で示すように、３つの磁性部に対して磁場が印加されるように磁石Ｍ２を配置すれば、これら３つの磁性部を同時に変形させることができる。

【0059】

本実施形態の磁性部は、印刷法によって形成することができる。したがって、磁性部を複雑なパターンや装飾パターンとして形成することができ、機能性を高めたり、意匠性を高めたりし易い。

【0060】

磁性部を表面側に偏在させると、磁性部の硬さが変化しても、磁性部の下側に積層するベース部の硬さは変化しないため、磁場の印加の有無にかかわらず、柔軟な磁気変形部材とすることができる。即ち、第１実施形態の磁気変形部材よりも磁性部の硬さを硬くし易い。

【0061】

変形例１：
本実施形態で示す磁気変形部材は、磁性部の材質を第１実施形態の変形例１と同様の材質に変更したものである。即ち、本実施形態における磁性部は、磁性体が分散した粘性流体とこれを被覆する可撓性膜とで構成している。

【0062】

本実施形態の構成において、磁性部の全体を可とう膜で覆う構成の他、ベース部の表面に設けられた凹部の表面と側面の表面付近を可とう膜で形成する構成とすることができる。この表面と側面の表面付近を可とう膜とする構成では、前記凹部の底面と側面の一部を硬質樹脂で構成しても良い。硬質樹脂を利用することで、磁性流体の封止を容易にすることができる。
粘性流体と粘性流体に分散する磁性体を可とう膜で封止した構成とする磁性部であっても、その硬さは、前記実施形態における磁性部の硬さと同様の範囲とすることが好ましい。

【0063】

変形例２：
本実施形態で示す磁気変形部材は、磁性部の材質を磁性金属箔に変更したものである。磁性金属箔としては、鉄、ニッケル及びコバルトなどの軟磁性金属箔や、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箔等を利用することができる。

【0064】

変形例３：
本実施形態で示す磁気変形部材は、磁性部の材質を硬質の材質でなる可とう性の磁性膜に変更したものである。こうした磁性膜としては、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インクや塗料に配合し、塗布することで形成した塗膜等を利用することができ前記インクや塗料に含まれるバインダーとしては、第１実施形態で説明した磁性部として用いることができるバインダーの他に、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、オレフィン系樹脂など、可とう性を備えた樹脂材料を用いることができる。

【0065】

第３実施形態［図１０〜図１２］：
本実施形態の磁気変形部材３１を図１０で示す。この磁気変形部材３１は、表面において磁性部２をベース部３から突出するように構成したものである。また、図１１で示す磁気変形部材４１も磁性部２をベース部３から突出するように構成したものである。但し、図１０で示す磁気変形部材３１の磁性部２がベース部３の肉厚を貫通するように構成されているのに対し、図１１で示す磁気変形部材４１は、その磁性部２がベース部３の表面側に偏在している。

【0066】

図１２には、磁場を印加した場合の磁性部２の変化の様子を模式的に表したものである。磁気変形部材３１，４１においても、磁場が印加されると磁性部２の中央部２ａは磁石に引きつけられるように凹む方向に変位し、ベース部との境界側の端部２ｂは外方に突出変位する磁性変形部となる。このため、磁性部２は凹凸が小さくなるように変形する。換言すれば、高い突起を備える表面から平坦に近い表面に変化する。これにより触感の変化を感じることができる。

【0067】

磁性部をベース部から突出させたその形状は、ベース部から一様に突出させる場合の他、図１０や図１１で示すように、磁性部の中央を周囲よりも突出させた半球状やドーム状とすることができる。半球状やドーム状に中央をやや突出させると、磁場を印加して磁性部を圧縮変形させたときに、磁性部の凹凸が小さくなるように、即ち、平坦になるように変位させることができ、触感の変化を感じ易くすることができる。

【0068】

第４実施形態［図１３］：
本実施形態の磁気変形部材５１は、これまで説明した磁気変形部材を応用し、オーディオ装置等の表示部分に利用するものである。この磁気変形部材５１の要部構成を図１３で示す。図１３（Ａ）はその平面図、図１３（Ｂ）はその断面図である。
図１３で示すように、磁気変形部材５１に設けた３つの磁性部２は、それぞれの磁性部２が３つの操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃに対応する形状に構成されている。また、操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃの全部に磁場を印加し得る磁石Ｍ２が設けられている。

【0069】

磁場を印加しない状態においては、表面は略均一に柔らかであり操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃは表示されないが、オーディオ操作部として機能させる際には、磁場を印加することで３つの操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃを表面から浮かび上がらせて、操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃの位置を表示するようにできる。
なお、変更形態として操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃに対応する３つの磁石Ｍ１を設けて、操作ボタン７ａ，７ｂ，７ｃごとに表面から浮かび上がらせて表示するようにすることもできる。

【0070】

第５実施形態［図１４］：
本実施形態の磁気変形部材６１は、ポータブル立体表示画面の表示装置として利用するものである。この磁気変形部材６１の要部構成を図１４で示す。図１４（Ａ）はその平面図、図１４（Ｂ）はその断面図である。これらの図で示すように、一つの磁性部２の形状を円柱状とし、複数個の磁性部２をベース部３中に縦横に規則的に配列している。一つの磁性部２の直径は、０．１〜５ｍｍの範囲で選択した一の大きさにし、磁性部どうしに挟まれる部分のベース部の長さ（磁性部どうしの間隔）を０．１〜１０ｍｍの範囲で選択した一の長さとする。
また、表面の表示部には保護部を、裏面には硬質部を、そしてベース部の外周には規制部をそれぞれ設けている。

【0071】

磁性部の直径を０．１〜５ｍｍとしたのは、０．１ｍｍ未満では、表面の凹凸の変化が小さくなりすぎ、触感の変化が小さくなるおそれがあるからであり、５ｍｍよりも大きい場合には、もはや複数の磁性部による触感の変化というよりも、単一の磁性部の変位によって触感が変化し、対応できる変化のパターンが少なくなるからである。
また、磁性部どうしの間隔を０．１〜１０ｍｍとしたのは、０．１ｍｍ未満では磁性部どうしが影響し変位が小さくなるおそれがあるからであり、１０ｍｍを超えると対応できる変化のパターンが少なくなるおそれがあるからである。

【0072】

磁気変形部材の裏面ｓ２には、個々の磁性部に対応した電磁石を配置しており、縦横に複数個配置した磁性部うち、所望の一個または複数個の磁性部のみに同時に磁場を印加し、それ以外の磁性部には磁場がかからない状態に置くことができる。

【0073】

磁性部および磁石を上記のように配列したため、所望の磁性部に磁場を印加することで、その磁場を印加した磁性部のみを変位させまた硬くすることができる。即ち、所望の磁性部を変位させ、その磁性部を設けた部分を表示部の表面から浮かび上がらせて所望の立体画像を表示させ、時間の経過によって印加する磁場のパターンを変えることで、その立体画像が変化し、その変化によって動画のように変化する立体画像を楽しむことができる。

【0074】

別の具体例としては所定の磁性部を浮かび挙がらせて点字とすることができ、ポータブル電子点字書籍として利用することができる。

【0075】

＜変形例＞
磁石の配置を磁性部に対する１：１対応で配置する代わりに、１個の磁性部の大きさを超えた所望の大きさを最小単位として磁場を印加し得る磁石とし、これを複数個設けることもできる。こうした磁石とすれば、その最小領域内の磁性部に磁場を印加することができ、その磁場を印加した領域内にある磁性部をまとめて変位させることができる。
なお、磁性部は規則的に配列した例を示しているが、必ずしも規則的である必要はなく、ランダムに配列したり、形状や間隔が異なる磁性部を併用したりしても、印加する磁場を制御することで、所望の立体画像を得ることも可能である。

【0076】

第６実施形態［図１５］：
本実施形態の磁気変形部材７１は、時刻表示装置として利用するものである。この磁気変形部材７１の要部構成を図１５で示す。図１５（Ａ）はその平面図、図１５（Ｂ）、図１５（Ｃ）は図１５（Ａ）の別の位置の断面図である。これらの図で示すように、一つの数字８を形成し得る７つの要素をそれぞれ一つの磁性部２で形成し、その磁性部ごとに磁場を印加し得る磁石Ｍ１を配置している。

【0077】

磁場を印加しない状態においては、数字は表示されないが、所定の磁性部に磁場を印加することで特定の数字を浮かび上がらせて時刻を表示することができる。

【実施例】

【0078】

次に実施例に基づいて本発明を説明する。
各試料の磁気変形部材の形成：
＜試料１〜７＞
第１実施形態や第２実施形態に相当する磁気変形部材を作製した。まず、第１実施形態に相当する磁気変形部材として、横８０ｍｍ×縦５０ｍｍで厚さが２ｍｍのシート形状で、中央に１０ｍｍ四方の貫通孔を３つ備えたベース部を形成し、続いて、この貫通孔を埋めるように磁性部を形成した。こうして試料１〜試料７の磁気変形部材を作製した。

【0079】

＜試料８〜１５＞
また、第２実施形態に相当する磁気変形部材として、離型フィルムの上にスクリーン印刷で中央に１０ｍｍ四方の大きさで所定の厚さとなるように３つの磁性部を印刷形成し、この離型フィルムを金型内にインサートし、横８０ｍｍ×縦５０ｍｍで厚さが２ｍｍのシート形状となるようにベース部を成形した。こうして試料８〜試料１５の磁気変形部材を作製した。なお、平面視では試料８〜１５と試料１〜７とは同じ形状である。

【0080】

＜試料１６＞
さらに、第１実施形態に相当する磁気変形部材として、直径１０ｍｍのドット状でベース部の肉厚を貫通する磁性部を縦２列、横２列の合計５つ設け、その周囲をベースでとり囲んだ厚さが２ｍｍとなる試料１６の磁気変形部材を作製した。
＜試料１７＞
また、第２実施形態に相当する磁気変形部材として、直径１０ｍｍのドット状で厚さが０．１５ｍｍとなる磁性部を縦２列、横２列の合計５つ設け、その周囲をベースでとり囲んだ厚さが２ｍｍとなる試料１７の磁気変形部材を作製した。なお、平面視では試料１６と試料１７とは同じ形状である。

【0081】

＜試料１８＞
比較例に相当する試料として、横８０ｍｍ×縦５０ｍｍで厚さが２ｍｍのシート形状の全体を磁性部に相当する材料で形成した。こうして試料１８の磁気変形部材を作製した。

【0082】

上記試料１〜試料１８の磁気変形部材について、各試料を構成する具体的な材質、性質、添加量等の詳細を表１に示す。なお、各試料のベース部は付加反応型シリコーンで形成した。磁性部はベース部と同じ付加反応型シリコーンに、磁性体として平均粒径が５μｍで球状の珪素鉄粉（磁性粉）を配合した混合組成物を硬化させて形成した。試料ごとの磁性粉の配合量は表１に示す。

【0083】

【表1】

【0084】

各試料の性質：
＜硬さの測定＞
各試料の磁性部とベース部に用いた材料について、その材料のみからなる厚さ１０ｍｍの試験片を準備し、ＪＩＳ Ｋ ６２５３のタイプＥの硬度計を用いてＥ硬度を測定した。その結果を表１に示す。
＜磁性部の変位量の測定＞
各試料を厚さ１ｍｍのポリカーボネート樹脂板の上に載せ、その下側に直径３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円柱形状のネオジム磁石（０．１８テスラ）を配置することで磁場を印加し、磁場の印加の前後の磁性部の表面の変位をＣＮＣ画像測定機（株式会社ミツトヨ製「ＱＶ２０２−ＰＲＯ」）で測定した。測定結果は、表面に突出するものを“＋”で、表面から沈み込む方向の変位を“−”で記載した。なお、試料１８の変位の測定は、磁石の外形に沿った、他の試料の測定位置と略同じ位置で測定した。その結果を表１に示すが、表１において、磁性部の中央部における変位を「中央部の変位」とし、磁性部のベース部側のベース部との境界側端部の変位を「境界部の変位」とし、この両者の変位の差を「変位の大きさ」として、それぞれの項目に示す。

【0085】

＜針入度の測定＞
各試料の磁性部とベース部を形成した材料について、個々の試料とは別にその材料のみからなる厚さ１０ｍｍの試験片を準備し、ＪＩＳ Ｋ２２２０に準拠した装置を用いて表面の針入度を測定した。その際に、針の形状についてはＪＩＳ Ｋ２２０７に規定されるものを用い、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。結果を表１に示す。

【0086】

＜硬さの測定＞
各試験片について、先端の平坦面の直径が５ｍｍで円柱形状である金属製のプローブを用いて、圧縮速度１ｍｍ／ｍｉｎの速度で５０％圧縮したときの荷重を測定した。その結果を表１の「磁性部の硬さ（Ｎ）」「ベース部の硬さ（Ｎ）」の項目に示す。また、磁性部については、０．１８テスラの磁場を印加した状態で同様に荷重を測定した。その結果を表１の「磁場印加時の磁性部の硬さ（Ｎ）」に示す。さらに、磁性部について、磁場印加時の硬さと印加しない硬さの比である（磁場印加時の磁性部の硬さ（Ｎ）／磁場を印加しないときの磁性部の硬さ（Ｎ）×１００）を、表１の「磁場印加時の磁性部の硬さの変化（％）」に示す。

【0087】

各試料の評価：
＜変位の大きさの評価＞
中央部ではマイナスに変位し、境界部ではプラスに変位した試料であって、変位の大きさの値が２００μｍ以上だったのものを“◎”とした。
中央部ではマイナスに変位し、境界部ではプラスに変位した試料であって、変位の大きさの値が５０μｍ以上２００μｍ未満だったのものを“○”とした。
中央部ではマイナスに変位し、境界部ではプラスに変位した試料であって、変位の大きさの値が１０μｍ以上５０μｍ未満だったのものを“△”とした。
中央部と境界部で変位の方向が同じだったもの、または中央部ではマイナスに変位し、境界部ではプラスに変位しているが、変位の大きさの値が１０μｍ未満だった試料を“×”とした。この結果を表１に示す。

【0088】

＜硬さの変化の評価＞
各試料に対応する試験片の硬さの変化を次のように評価した。磁場を印加した際の硬さと印加しないときの硬さの変化が１１０％未満のものを“×”、１１０％以上１５０％未満のものを“△”、１５０％以上２００％未満のものを“○”、２００％以上のものを“◎”とした。この結果を表１に示す。

【0089】

＜触感の変化の評価＞
前記変位の大きさの評価結果と、硬さの変化の評価結果に基づき以下のように評価した。「◎と◎」、「◎と○」の場合には“◎”とした。「○と○」、「◎と△」、「○と△」、「×と◎」の場合には“○”とした。「△と△」、「×と○」、「×と△」の場合には“△”とした。そして、硬さの評価にかかわらず変位が“×”の場合には“×”とした。この結果を表１の「触感の変化」項目に示す。なお、上記「〇と〇」とした記載は、前者が変位の大きさの評価結果を、後者が硬さの評価結果をそれぞれ示す。

【0090】

考察：
＜従来例との比較＞
試料１８は、ベース部を形成せずに、全体を磁性部の材料で構成した試料である。この試料１８では、磁場を印加しても表面に突出する変位は見られず、平坦な表面がゆるやかに凹むように変位をしていたため、触感の変化はほとんど感じられなかった。この試料１８に対して、試料１〜１７は、磁性部のベース部側の境界は突出方向に、磁性部の中央部分は凹み方向に変位しており、触感の変化が際立っていた。

【0091】

＜磁性部の硬さの影響について＞
磁性部の硬さに相違のある試料１、４〜７を比較すると、針入度が３０であり、やや硬めの磁性部を備える試料１は、硬さの変化が“△”であった。磁場を印加する前にもある程度の硬さを備えるため、硬さの変化が小さくなったものと思われる。一方、針入度が３００と柔軟な試料６については、硬さの変化が“○”であった。試料６は、磁性部を極めて柔軟なものにするために、磁性粉の配合量を減らしているため、この場合は、所定の磁力によって生じる磁性粉どうしの拘束力が弱く、磁場を印加した状態において、やや硬さの上昇が小さかったものと思われる。これらの試料に対して、試料４、５、７は硬さの変化が大きく、何れも２００％以上の変化を示していた。針入度が８０の試料７では硬さの変化が３００％を超えていた。これらの結果より、磁性部の硬さが針入度で８０〜１９０のときに、硬さの変化の増大に対して好ましいことがわかる。

【0092】

針入度が３０でありやや硬めの磁性部を備える試料１は、変位の大きさが６８μｍでありその評価は“〇”となった。一方、針入度が３００であり柔軟な試料６についても、変位の大きさが７３μｍでありその評価は“〇”となった。また、針入度の値が１１０である試料４や、針入度の値が１９０である試料５についても変位の大きさの評価は“〇”となった。これらの結果から、磁性部の硬さが針入度で３０〜３００のときに、変位の大きさの増大に対して好ましく、その中では針入度が１１０〜１９０のときにより好ましいことがわかる。
なお、試料１で変位の大きさが６８μｍ程度となったのは、磁性部が硬いため、所定の磁力によって生じる応力では大きな変位を生じさせることができなかったためと考えられる。また、試料６で変位の大きさが７３μｍ程度となったのは、磁性粉の配合量を減らしてあり磁性部が極めて柔軟であるが、この場合でも、所定の磁力によって生じる応力が弱く、大きな変位を生じさせるまでに至らなかったためと考えられる。

【0093】

磁性部がベース部を貫通する前記試料１、４〜７に対して、ベース部の上に磁性部を有する構成の試料８、１０〜１３では、「硬さの変化」について何れも“×”となった。その理由は、磁性部そのものは硬さが変化しているものの、積層するベース部が柔軟なため、磁場の印加の有無にかかわらず積層体全体としてベース部の柔らかさに起因して硬くならなかったと考えられる。したがって、これらの試料のように磁性部をベース部に積層した構成とすれば、磁場の印加によって硬さの変化を生じさせ難い磁気変形部材を得る事ができることがわかる。

【0094】

針入度が３０であり、やや硬めの磁性部を備える試料８においても、変位の大きさが２６５μｍとなりその評価は“◎”となった。この結果は試料１の結果と対照的であるが、その理由は、磁性部が硬いものの柔軟なベース部が積層するため、磁性部の硬さがやや硬い場合であっても、変形が許容されるためであると考えられる。より具体的には、試料１では磁性部の圧縮と伸び変形を伴う変位であったの対して、試料８の場合には、圧縮や伸びよりも、曲げ変形によって変位しているように見えた。このため、磁性部が伸びにくい程度に硬い場合であっても、曲げを許容するものであれば、大きな変位となるものと考えられる。

【0095】

一方、針入度が３００と柔軟な試料１２については、変位の大きさの評価が“△”となった。試料１２は、磁性粉の配合量が減って磁性部が極めて柔軟なものになっているが、この場合には、所定の磁力によって生じる応力が弱く、膜厚が薄いことも相まって、大きな変位を生じさせる応力が生じなかったことが考えられる。また、試料１０、１１については、試料４、５と同様に、変位の大きさが大きいものとなった。これらの結果より、所定厚みの磁性部を形成して、磁性部とベース部とを積層する構成の場合には、磁性部の硬さが針入度で３０〜１９０のときには変位の大きさの増大に対して好ましいことがわかる。

【0096】

＜ベース部の硬さの影響について＞
ベース部の硬さが相違する試料２〜４について「硬さの変化」の評価結果が同じであり、「硬さの変化」はベースの硬さに影響を受けない結果となった。一方「変位の大きさ」については、ベース部の針入度が８０の試料２で変位の大きさが小さく “△”となり、試料３、４で“〇”となったことから、試料２では、ベース部が硬く、磁性部とベース部の境界で磁性部が拘束され、変形が抑制されたと考えられる一方で、ベース部の針入度が１２０および３２０である試料３、４では、大きな変位を生じさせており、ベース部の針入度が１２０以上であれば大きな変位を生じさせることができ、ベース部が柔軟であればあるほど、磁性部の変位の大きさを大きくさせることができると考えられる。

【0097】

試料９、１０は何れも「硬さの変化の評価」について“×”であり、磁性部の硬さを変化させたときと同様であった。その理由についても、同様で、磁性部そのものは硬さが変化しているものの、積層するベース部の硬さが大きく影響し、磁場の印加の有無にかかわらず全体の硬さが変化しにくかったものと思われる。ただし、ベース部の硬さが硬くなるにつれて、ベース部の硬さの影響が小さくなり、やや硬さの変化がみられるようになっていた。
また、ベース部の針入度が１２０の試料９で「変位の大きさの評価」について“△”、ベース部の針入度が３２０の試料１０で“◎”となり、ベース部の針入度が大きいほど、変位の大きさが大きくなると思われる。

【0098】

＜磁性粉の配合量の影響について＞
同一のマトリクスに対しての磁性粉の配合量が異なる試料４〜７の「硬さの変化の評価」をみると、磁性粉の配合量が多くなるにつれて、硬さの変化が大きくなることがわかる。また、配合量が少ない試料６については硬さの変化が“○”であり、他の試料では硬さの変化の評価が“◎”であったことから、磁性粉の配合量は２０〜４９質量％としたときに、硬さの変化の増大に対して好ましいことがわかる。

【0099】

また、磁性粉の添加量が少ない試料６と、磁性粉の添加量が多い試料７の双方とも「変位の大きさ」は小さいものであった。磁性粉の配合量が少ない試料６では、所定の磁力によって生じる応力が弱く、大きな変位を生じさせるに至らなかったものと考えられる一方で、磁性粉の配合量が多い試料７では、磁場を印加する前から磁性粉どうしが接触しており、磁力によって引き付けあっても、磁性粉どうしの間隔が変化し難いことから、大きな変位を生じさせることができなかったと考えられる。これらの結果より、磁性粉の配合量を２０〜４０質量％とすると、変位の大きさの増大に対して好ましいことがわかる。

【0100】

試料１０〜１３は何れも「硬さの変化の評価」について“×”であり、磁性部の硬さを変化させたときと同様であった。その理由についても、同様で、磁性部そのものは硬さが変化しているものの、積層するベース部の硬さが大きく影響し、磁場の印加の有無にかかわらず全体の硬さが変化しにくかったものと思われる。

【0101】

磁性粉の添加量が６質量％の試料１２では、変位の大きさが小さいものの、磁性粉の添加量が２０〜４５質量％の試料１０、１１、１３では、変位の大きさが大きいものとなった。この結果より、所定厚みの磁性部を形成して、ベース部と積層する構成の場合には、磁性粉の添加量が２０質量％以上添加されていれば、変位の大きさを大きくできることがわかる。

【0102】

＜磁性部の厚みについて＞
総厚を２ｍｍに一定にして、磁性部の厚みを変化させた試料４、１０、１４、１５の「硬さの変化の評価」に関し、試料４では“◎”、試料１５では“◎”、試料１４は“△”、試料１０は“×”であった。この試験では、５０％圧縮しているため、総厚の５０％が磁性部で構成されている試料１５については、磁性部の硬さの変化が大きく影響しており、硬さの変化が大きくなることがわかる。一方、磁性部の厚みが２５％の試料１４については、磁性部に積層するベース部の影響が大きく、硬さの変化が小さくなることがわかる。この結果より、磁性部の厚みが厚いほど、硬さの変化が大きくなることがわかる。
一方、「変位の大きさ」については、いずれの試料において、大きな変位量を示しており、磁性部の厚さによらず、大きな変位が得られることがわかる。

【0103】

試料１６、１７の「硬さの変化」について、試料１６では“○”であり、試料１７は“×”であった。試料１６の磁性部は、肉厚を貫通しているものの、周囲を柔軟なベース部が覆っているため、押圧時には横方向に膨らむことで荷重の上昇が軽減され、全体としては硬さの変化がやや小さくなっているように思われる。一方、試料１７については、磁性部そのものは硬さが変化しているものの、積層するベース部の硬さが大きく影響し、磁場の印加の有無にかかわらず全体の硬さが変化しにくかったものと思われる。
一方、「変位の大きさ」については、試料１６、１７ともに、境界部が突出している様子が確認された。また、複数ある磁性部について、磁場を印加した磁性部のみが変位している様子が確認できた。

【0104】

上記実施形態や実施例で示した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。例えば、磁性部やベース部、そして磁気変形部材の図面に示した形状はその一例であり、こうした形状に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0105】

１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 磁気変形部材
２ 磁性部
２ａ 中央部
２ｂ ベース部との境界側の端部
３ ベース部
３ｂ 磁性部との境界側の端部
４ 硬質部
５ 規制部
６ 保護部
７ａ，７ｂ，７ｃ 操作ボタン
８ 数字
ｓ１ 表面
ｓ２ 裏面（表面とは反対側の面）
Ｍ１、Ｍ２ 磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】