特開 2024-157281 伝達振動可変装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157281

(43)【公開日】2024-11-07

(54)【発明の名称】伝達振動可変装置

(51)【国際特許分類】

   F16D 35/00 20060101AFI20241030BHJP

【ＦＩ】

F16D35/00 621

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071552

(22)【出願日】2023-04-25

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(71)【出願人】

【識別番号】503361400

【氏名又は名称】国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110003801

【氏名又は名称】ＫＥＹ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】辻 仁志

(72)【発明者】

【氏名】上嶋 優矢

(72)【発明者】

【氏名】末廣 隆史

(72)【発明者】

【氏名】内田 英樹

(72)【発明者】

【氏名】壹岐 賢太郎

(57)【要約】

【課題】磁界または電界が印加されると粘性および弾性が変化する機能性材料を用いた伝達振動可変装置であって、シール材を用いる必要のない簡易な構造で伝達振動を変化させることができる伝達振動可変装置を提供すること。
【解決手段】第１ユニット１と、第２ユニット２と、第１ユニット１と第２ユニット２とを接続するユニット間接続部３と、ユニット間接続部３に磁界を印加する印加部４と、を備える。ユニット間接続部３は、印加される磁界または電界の強さに応じて粘性および弾性が変化する機能性材料を含む。機能性材料は、ゲルまたはエラストマーを用いて構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ユニットと、
第２ユニットと、
印加される磁界または電界の強さに応じて粘性および弾性が変化する機能性材料を含み、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを接続するユニット間接続部と、
前記ユニット間接続部に磁界または電界を印加する印加部と、
を備え、
前記機能性材料は、ゲルまたはエラストマーを用いて構成されている、
ことを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項2】

請求項１に記載の伝達振動可変装置であって、
前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に介在することによって、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの離間寸法が一定値以下にならないように規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項3】

請求項２に記載の伝達振動可変装置であって、
前記規制部材は、前記規制を行うとき、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの相対移動に伴って他の部材との間で摺動し、
前記規制部材が前記他の部材との間で摺動することにより前記相対移動に対して生じる抗力が、前記ユニット間接続部が磁界および電界が印加されないときに前記相対移動に対して生じる抗力の最小値より小さい、
ことを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項4】

請求項２に記載の伝達振動可変装置であって、
前記規制部材は、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの一方に対して摺動自在となるように、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの他方に固定されていることを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項5】

請求項２に記載の伝達振動可変装置であって、
前記規制部材は、前記規制を行うとき、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの相対移動に伴って、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間で転動する複数の転動体を有する、
ことを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか１項に記載の伝達振動可変装置であって、
前記印加部は、前記ユニット間接続部に磁界を印加する磁界印加部であり、
前記第１ユニットは、
コイルと、
前記コイルの内側に配設された内側ヨークと、
前記コイルの外側に配設された外側ヨークと、
を有し、
前記ユニット間接続部は、
前記内側ヨークの端面と前記第２ユニットとの間に介在する内側ユニット間接続部と、
前記外側ヨークの端面と前記第２ユニットとの間に介在する外側ユニット間接続部と、
を有し、
前記内側ユニット間接続部と、前記外側ユニット間接続部とは、互いに全周に亘って間隔をあけて配置されている、
ことを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項7】

請求項６に記載の伝達振動可変装置であって、
前記ユニット間接続部は、前記内側ユニット間接続部と、前記外側ユニット間接続部とを繋ぐ架設部を更に有することを特徴とする伝達振動可変装置。

【請求項8】

請求項１から５までのいずれか１項に記載の伝達振動可変装置であって、
前記印加部が前記ユニット間接続部に印加する磁界または電界の強さを制御する制御部を備えることを特徴とする伝達振動可変装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝達する振動を変化させることができる伝達振動可変装置に関し、特に、磁界または電界が印加されると粘性および弾性が変化する機能性材料を用いた伝達振動可変装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、機能性材料である電気粘性流体（ＥＲ流体）又は電気磁気粘性流体（ＥＭＲ流体）を用いた振動減衰装置が開示されている。同文献に開示された振動減衰装置は、建物などの構造物を支える基礎と、構造物との間に設置され、基礎から構造物に伝達する伝達振動を減衰させるために用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２７４９２６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された振動減衰装置のように、機能性流体を用いた場合、同文献の図２乃至図６に示されるように、機能性流体が外部に漏れ出さないように、シール材を用いて装置の内部に封入する必要がある。そのため、装置の構造が複雑になり、部品点数が増えるという問題がある。

【0005】

そこで、本発明は、磁界または電界が印加されると粘性および弾性が変化する機能性材料を用いた伝達振動可変装置であって、シール材を用いる必要のない簡易な構造で伝達振動を変化させることができる伝達振動可変装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に係る伝達振動可変装置は、第１ユニットと、第２ユニットと、前記第１ユニットと前記第２ユニットとを接続するユニット間接続部と、前記ユニット間接続部に磁界または電界を印加する印加部と、を備える。前記ユニット間接続部は、印加される磁界または電界の強さに応じて粘性および弾性が変化する機能性材料を含む。前記機能性材料は、ゲルまたはエラストマーを用いて構成されている。

【0007】

かかる構成を備える発明によれば、磁界または電界が印加されると粘性および弾性が変化する機能性材料を用いた伝達振動可変装置において、機能性材料がゲルまたはエラストマーを用いて構成されているので、シール材を用いる必要のない簡易な構造で伝達振動を変化させることができる伝達振動可変装置を提供できる。

【0008】

本発明の第２の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に介在することによって、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの離間寸法が一定値以下にならないように規制する規制部材をさらに備える。

【0009】

本発明の第３の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記規制部材は、前記規制を行うとき、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの相対移動に伴って他の部材との間で摺動する。前記規制部材が前記他の部材との間で摺動することにより前記相対移動に対して生じる抗力が、前記ユニット間接続部が磁界および電界が印加されないときに前記相対移動に対して生じる抗力の最小値より小さい。

【0010】

本発明の第４の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記規制部材は、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの一方に対して摺動自在となるように、前記第１ユニットおよび前記第２ユニットの他方に固定されている。

【0011】

本発明の第５の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記規制部材は、前記規制を行うとき、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの相対移動に伴って、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間で転動する複数の転動体を有する。

【0012】

本発明の第６の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記印加部は、前記ユニット間接続部に磁界を印加する磁界印加部である。前記第１ユニットは、コイルと、前記コイルの内側に配設された内側ヨークと、前記コイルの外側に配設された外側ヨークと、を有する。前記ユニット間接続部は、前記内側ヨークの端面と前記第２ユニットとの間に介在する内側ユニット間接続部と、前記外側ヨークの端面と前記第２ユニットとの間に介在する外側ユニット間接続部と、を有する。前記内側ユニット間接続部と、前記外側ユニット間接続部とは、互いに全周に亘って間隔をあけて配置されている。

【0013】

本発明の第７の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記ユニット間接続部は、前記内側ユニット間接続部と、前記外側ユニット間接続部とを繋ぐ架設部を更に有する。

【0014】

本発明の第８の態様に係る伝達振動可変装置は、好ましくは、前記構成を備える伝達振動可変装置において、前記印加部が前記ユニット間接続部に印加する磁界または電界の強さを制御する制御部を備える。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、磁界または電界が印加されると粘性および弾性が変化する機能性材料を用いた伝達振動可変装置において、シール材を用いる必要のない簡易な構造で伝達振動を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係る伝達振動可変装置の断面図であって、図２のI－I線断面図である。

【図2】第１実施形態に係る伝達振動可変装置の平面図である。

【図3】図１のIII－III線断面図である。

【図4】第１実施形態に係る伝達振動可変装置の断面図であって、規制部材の変形例を示す図である。

【図5】図１のIII－III線断面図であって、ユニット間接続部の変形例を示す図である。

【図6】第１実施形態に係る伝達振動可変装置の部分断面図であって、規制部材の変形例を示す図である。

【図7】他の実施形態に係る伝達振動可変装置の断面図であって、規制部材の配置の変更例を示す図である。

【図8】第２実施形態に係る伝達振動可変装置の断面図である。

【図9】第１実施形態に係る伝達振動可変装置においてユニット間接続部を多層にしたものを示す断面図である。

【図10】第２実施形態に係る伝達振動可変装置においてユニット間接続部を多層にしたものを示す断面図である。

【図11】第１実施形態に係る伝達振動可変装置においてユニット間接続部の崩壊を防ぐばねを追加した例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の第１実施形態に係る伝達振動可変装置について、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、伝達振動可変装置１００は、第１ユニット１、第２ユニット２、ユニット間接続部３、印加部４、規制部材５および制御部６を備えている。

【0018】

第１ユニット１および第２ユニット２は、後述するユニット間接続部３を介して互いに対向する対向面８，９を有している。本実施形態では、第１ユニット１が有する対向面８と第２ユニット２が有する対向面９は、何れも平面状に形成され、互いに平行に配されている。

【0019】

第１ユニット１および第２ユニット２は、それらの一方が力および振動の入力側となり、それらの他方が力および振動の出力側となる。第１ユニット１および第２ユニット２の一方に、力および振動を入力する入力部材（不図示）が取り付けられ、第１ユニット１および第２ユニット２の他方に、力および振動の出力先となる出力部材（不図示）が取り付けられてもよい。但し、入力部材（不図示）が第１ユニット１および第２ユニット２に取り付けられることなく、直接、第１ユニット１または第２ユニット２に力および振動が入力されてもよい。また、出力部材（不図示）が第１ユニット１および第２ユニット２に取り付けられることなく、直接、第１ユニット１または第２ユニット２から力および振動が外部に出力されてもよい。本実施形態では、第１ユニット１および第２ユニット２に、入力部材または出力部材を取り付けるための取付手段１６，１７が形成されている。図１および図２に例示する取付手段１６，１７は、ボルト締結する場合に用いられる雌ねじである。この雌ねじは、第１ユニット１および第２ユニット２の中心線Ｎを中心とする円周上に間隔をおいて形成されている。

【0020】

第１ユニット１および第２ユニット２の一方に入力され、第１ユニット１および第２ユニット２の他方から出力される力および振動の一例として、第１ユニット１および第２ユニット２の対向面８，９と略直交する軸線（例えば上記中心線Ｎ）回りの回転力（以下単に「回転力」ともいう。）および回転振動（以下単に「回転振動」ともいう。）を挙げることができる。また、その他の力および振動の一例として、第１ユニット１および第２ユニット２の対向面８，９と略平行な方向への並進力（以下単に「並進力」ともいう。）および並進振動（以下単に「並進振動」ともいう。）を挙げることができる。なお、図１において矢印３１は、中心線Ｎ回りの回転振動の向きを示し、矢印３２は、並進振動の向きの一例を示している。

【0021】

第１ユニット１は、第１ヨーク１１と、第１ヨーク１１の周囲に形成された第１規制部材挟み部１８と、後述するコイル１０とを有する。第２ユニット２は、第２ヨーク１２と、第２ヨーク１２の周囲に形成された第２規制部材挟み部１９とを有する（図２参照）。第１規制部材挟み部１８と第２規制部材挟み部１９との間には、図１に示すように、規制部材５が介在している。この規制部材５は、第１ユニット１と第２ユニット２との離間寸法が一定値以下にならないように規制する。この規制により、第１ユニット１と第２ユニット２との間に介在するユニット間接続部３が過剰に圧縮され損傷することが防止される。

【0022】

ユニット間接続部３は、第１ユニット１の対向面８と第２ユニット２の対向面９の間に介在し、第１ユニット１の対向面と第２ユニット２の対向面とを接続している。ユニット間接続部３は、第１ユニット１と第２ユニット２との間で回転力、回転振動、並進力および並進振動を伝達することができる。

【0023】

また、ユニット間接続部３は、印加される磁界の強さに応じて粘性および弾性が変化する機能性材料を用いて構成されている。ユニット間接続部３の粘性および弾性が変化すると、ユニット間接続部３が第１ユニット１と第２ユニット２との間で伝達する振動が変化する。例えば、ユニット間接続部３に印加される磁界が弱いほど、ユニット間接続部３は入力された振動を減衰させて出力側に伝達する。一方、ユニット間接続部３に印加される磁界が強いほど、ユニット間接続部３は入力された振動を減衰させずに出力側に伝達する。また例えば、ユニット間接続部３に印加される磁界が特定の強さになると、ユニット間接続部３は、特定周波数の振動を大幅に増幅または減衰させることができる。

【0024】

本実施形態では、機能性材料としてゲル状の機能性材料である磁気粘性ゲルを用いる。磁気粘性ゲルは、磁気粘性流体をゲル化したものであり、磁性粒子をゲル状の分散媒に分散させてなるものである。磁性粒子として、例えばナノサイズの金属粒子（金属ナノ粒子）や、ミクロンサイズの金属粒子（金属ミクロン粒子）、金属ナノ粒子と金属ミクロン粒子の混合粒子からなるものを使用することができる。

【0025】

ユニット間接続部３は、接着剤を用いて、第１ユニット１および第２ユニット２に接着されている。接着には、接着剤自身の磁気抵抗を下げるために、磁性体の金属粒子などを含む接着剤を用いることが好ましい。ユニット間接続部３の磁気粘性ゲルが自己融着性を有する場合は、接着剤を用いずに、ユニット間接続部３を第１ユニット１および第２ユニット２に融着により接着してもよい。

【0026】

機能性材料として磁気粘性流体を用いた場合は、磁気粘性流体が外部に漏れ出さないように、シール材等を用いた複雑な構造を採る必要がある。しかし、本実施形態のように、機能性材料として磁気粘性ゲルを用いれば、伝達振動可変装置１００全体をシール材等を用いずに簡易な構造とすることができる。

【0027】

印加部４は、本実施形態では、ユニット間接続部３に磁界を印加する磁界印加部である。印加部４は、コイル１０、第１ヨーク１１および第２ヨーク１２によって構成されている。コイル１０および第１ヨーク１１は、第１ユニット１の構成と印加部４の構成とを兼ねており、第２ヨーク１２は、第２ユニット２の構成と印加部４との構成を兼ねている。

【0028】

第１ヨーク１１は、コイル１０の径方向内側に配設された内側ヨーク１１ａと、コイル１０の径方向外側に配設された外側ヨーク１１ｂとを有する。内側ヨーク１１ａおよび外側ヨーク１１ｂの第２ユニット２側には、対向面８が形成されている。この対向面８は、内側ヨーク１１ａに形成された内側対向面８Ａと、外側ヨーク１１ｂに形成された外側対向面８Ｂとで構成されている。内側対向面８Ａと外側対向面８Ｂとは、中心線Ｎの方向から視て互いに全周に亘って間隔をあけて形成されている。内側ヨーク１１ａと外側ヨーク１１ｂの第２ユニット２側と反対側は磁路形成可能に繋がっている。

【0029】

このため、ユニット間接続部３も、図３に示すように、中心線Ｎの方向から視て、内側対向面８Ａの形状に対応して形成された内側ユニット間接続部３ａと、外側対向面８Ｂの形状に対応して形成された外側ユニット間接続部３ｂで構成され、内側ユニット間接続部３ａと外側ユニット間接続部３ｂは、互いに全周に亘って間隔をあけて配置されている。

【0030】

規制部材５は、第１ユニット１の第１規制部材挟み部１８と、第２ユニット２の第２規制部材挟み部１９との間に介在し、第１ユニット１と第２ユニット２との離間寸法が一定値以下にならないように規制する。本実施形態では、規制部材５は、第１ユニット１の第１規制部材挟み部１８に固定され、第２ユニット２の第２規制部材挟み部１９に対して摺動自在となっている。但し、規制部材５は、第１ユニット１の第１規制部材挟み部１８に固定され、第２ユニット２の第２規制部材挟み部１９に対して摺動自在となっていてもよい。規制部材５を第１規制部材挟み部１８または第２規制部材挟み部１９へ固定する手段として、例えば、接着剤が用いられる。なお、規制部材５を通る磁気回路が形成されないように、規制部材５は非磁性体であることが望ましい。また、規制部材５は、第１ユニット１と第２ユニット２とが中心線Ｎに対して直交する方向に互いに位置ずれを生じ、ユニット間接続部３が同方向に大きく変形しても当該ユニット間接続部３と接することのない位置に設けられている。このようにすることで、ユニット間接続部３が規制部材５と接触して想定外の振動が伝達されてしまうことが防止される。

【0031】

本実施形態では、規制部材５は、第１ユニット１に固定されているため、上記規制を行うとき、第１ユニット１と第２ユニット２との相対移動に伴って第２ユニット２との間で摺動する。そして、規制部材５が第２ユニット２との間で摺動することにより上記相対移動に対して生じる抗力が、ユニット間接続部３が磁界が印加されないときに上記相対移動に対して生じる抗力の最小値より小さくなるように、規制部材５には、摺動抵抗の小さな部材が用いられる。なお、磁界が印加されないときのユニット間接続部３の上記相対移動に対する抗力は、ユニット間接続部３に生じる歪に応じて変わり、通常、ユニット間接続部３に歪が生じていないときに、当該抗力は最小値となる。

【0032】

上記規制部材５には、摺動抵抗の小さな部材として、ＰＴＦＥ（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）などのフッ素樹脂が用いられている。また、摺動抵抗が小さな部材として、規制部材５には、スラスト玉軸受などのように、２つの軌道盤が相対回転する際に、２つの軌道盤の間に配された複数の転動体５ｃ（玉）が転動する構造を有するもの（規制部材５Ａ）を用いることもできる（図４参照）。なお、この場合、２つの軌道盤の一方は、第１ユニット１側に固定され第１ユニット１とともに回転し、２つの軌道盤の他方は、第２ユニット２側に固定され第２ユニット２とともに回転する。軌道盤を第１ユニット１側または第２ユニット２側に固定する手段として、例えば、接着剤が用いられる。また、規制部材５Ａを通る磁気回路が形成されないように、例えば、転動体５ｃおよび／または転動体５ｃの上下の軌道盤は非磁性体であることが望ましい。

【0033】

制御部６は、印加部４がユニット間接続部３に印加する磁界の強さを制御する。制御部６は、所定の操作部２１を通じてユーザから指示された強さの電流をバッテリー２２等の電源を使用してコイル１０に印加する。制御部６は、例えば、印加する電流を調整するために必要な電気回路、マイクロコンピュータ等を用いて構成される。印加部４のコイル１０は、印加される電流の大きさに応じた磁束を生じるため、ユニット間接続部３に印加される磁界の強さは、ユーザが指示する電流の強さに応じた値となる。

【0034】

以上の構成を備える伝達振動可変装置１００において、ユーザが操作部２１を操作することにより、コイル１０に電流が印加されると、例えば図１のコイル１０の周囲に示す矢印Ｐに沿った方向に磁路が形成され、磁気粘性ゲルからなるユニット間接続部３を磁束が貫通する。この状態で、第１ユニット１および第２ユニット２の一方に振動が入力されると、第１ユニット１および第２ユニット２の他方から振動が出力される。このとき、入力される振動に対して出力される振動は、ユニット間接続部３に印加される磁界の強さを左右するコイル１０に印加される電流値に応じて変化する。振動の変化の態様は、使用されるユニット間接続部の磁気粘性ゲルの物性（磁性体の種類および密度、ゲルの種類、磁性体の含有濃度、含有粒子の粒径など）に左右されるが、概ね、コイル１０に印加される電流値がゼロ乃至ゼロ近傍のときは、殆どの周波数において伝達振動が大幅に減衰し、コイル１０に印加される電流値が大きくなるにつれて、次第に、何れの周波数に関しても伝達振動が減衰し難くなる。また、コイル１０に印加される電流値が大きくなるにつれて、特定の周波数において、伝達振動が増幅される場合がある。

【0035】

このように、本実施形態に係る伝達振動可変装置１００によれば、コイル１０に印加する電流値を変えることにより、第１ユニット１と第２ユニット２との間で伝達する伝達振動の減衰率を増減させることができ、特定の周波数に関しては、伝達振動を増幅させることができる。

【0036】

また、本実施形態に係る伝達振動可変装置１００では、第１ユニット１と第２ユニット２の相対移動するときに、規制部材５が第１ユニット１に対して摺動することにより上記相対移動に対して生じる抗力が、ユニット間接続部３が磁界が印加されないときに上記相対移動に対して生じる抗力の最小値よりも小さくなっている。仮に、上記抗力の大小関係が逆の場合、ユニット間接続部３に印加される磁界の強さがゼロ～微小値の範囲（コイル１０に印加する電流値がゼロ～微小値の範囲）で、伝達振動を変化させることができなくなる。その結果、伝達振動可変装置１００における伝達振動の可変幅が狭くなってしまう。しかし、本実施形態に係る伝達振動可変装置１００によれば、規制部材５が第１ユニット１に対して摺動することにより上記相対移動に対して生じる抗力の方が、ユニット間接続部３が磁界が印加されていないときに上記相対移動に対して生じる抗力の最小値よりも小さいので、伝達振動可変装置１００における伝達振動に対する可変幅を比較的広くすることができる。

【0037】

＜ユニット間接続部３の変形例１＞
既述した実施形態においては、ユニット間接続部３は、磁気粘性ゲルを用いて構成されていたが、磁気粘性ゲルに代えて磁気粘性エラストマーを用いてもよい。この場合も既述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0038】

＜ユニット間接続部３の変形例２＞
既述した実施形態においては、ユニット間接続部３は、図３に示したように、内側ユニット間接続部３ａと、外側ユニット間接続部３ｂとで構成され、内側ユニット間接続部３ａと外側ユニット間接続部３ｂは、互いに全周に亘って間隔をあけて配置されていたが、図５に示すように、内側ユニット間接続部３ａおよび外側ユニット間接続部３ｂの他、これらを繋ぐ架設部３ｃを備えるユニット間接続部３Ａとすることも可能である。

【0039】

例えば、ユニット間接続部３Ａの磁気粘性ゲルを成型により製造する場合、図５に示すユニット間接続部３Ａの輪郭に沿って土手が形成された型枠に、固まる前の磁気粘性ゲルが流し込まれる。架設部３ｃが設けられていることで、型枠の内側ユニット間接続部３ａを形成する部分に流し込まれた磁気粘性ゲルは、型枠の架設部３ｃを形成する部分を通じて、型枠の外側ユニット間接続部３ｂを形成する部分に流れ込むため、内側ユニット間接続部３ａと外側ユニット間接続部３ｂとの厚さが等しいものを容易に製造することができる。

【0040】

一方で、架設部３ｃが設けられたユニット間接続部３Ａを採用した場合、図１の矢印Ｐに沿った方向に形成される磁路のうち、架設部３ｃを通って第２ヨーク１２を迂回する磁路が僅かに形成されることになる。

【0041】

＜規制部材５の変形例１＞
既述した実施形態においては、規制部材５は、第１規制部材挟み部１８と第２規制部材挟み部１９との間に１つずつ設けられていたが、例えば図６に示すように、第１規制部材挟み部１８と第２規制部材挟み部１９の間に２つの規制部材５ａ，５ｂを連ねて配置してもよい。規制部材５ａ，５ｂには、前述の規制部材５と同様に摺動抵抗の小さな部材（例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂）が用いられる。一方の規制部材５ａは第１規制部材挟み部１８に固定され、もう一方の規制部材５ｂは第２規制部材挟み部１９に固定される。固定には例えば接着剤が用いられる。２つの規制部材５ａ，５ｂは互いに端面同士を摺動自在に対向させている。摺動抵抗の小さな規制部材５ａ，５ｂ同士が摺動することになるため、図１に示すように規制部材５を第１規制部材挟み部１８と第２規制部材挟み部１９との間に１つずつ用いた場合と比較して、摺動抵抗を小さくすることができる。２つの規制部材５ａ，５ｂの形状は、特に限定される訳ではないが、規制部材５と同様に円柱形状とすることができる。なお、以下では、規制部材５ａ，５ｂをまとめて規制部材５Ｂと記す場合がある。

【0042】

＜規制部材５の変形例２＞
既述した実施形態においては、規制部材５，５Ｂは、第１ヨーク１１の周囲に形成された第１規制部材挟み部１８と第２ヨーク１２の周囲に形成された第２規制部材挟み部１９との間に設けられていたが、規制部材５，５Ｂを設ける位置はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、規制部材５，５Ｂを、コイル１０と第２ユニット２との間に設けてもよい。この場合、規制部材５，５Ｂは、コイル１０に固定することが望ましい。この固定は、例えば接着剤を用いて行うことができる。また、規制部材５，５Ｂは、第１ユニット１と第２ユニット２とが中心線Ｎに対して直交する方向に互いに位置ずれを生じ、ユニット間接続部３が同方向に大きく変形しても当該ユニット間接続部３と接することのない位置に設けられている。このようにすることで、ユニット間接続部３が規制部材５，５Ｂと接触して想定外の振動が伝達されてしまうことが防止される。なお、規制部材５，５Ｂを安定的に支持するために、コイル１０の上面にコーティング層が形成されていてもよい。また、コイル１０をボビンに巻設した上で、当該ボビンを介して規制部材５，５Ｂがコイルに固定されていてもよい。なお、図１に示す第１規制部材挟み部１８、第２規制部材挟み部１９およびこれらの間に設けられた規制部材５，５Ｂは、図７に示すように、省略することができる。勿論、第１規制部材挟み部１８、第２規制部材挟み部１９およびこれらの間に設けられる規制部材５，５Ｂを省略せずに残し、外側ユニット間接続部３ｂの内側と外側の両側に規制部材５，５Ｂを設けてもよい。このようにした場合、第２規制部材挟み部１９の内側に設けられる規制部材５，５Ｂの方が伝達トルクが小さくなるので、第２規制部材挟み部１９の内側に設けられる規制部材の領域（摺動面積の総和）を多くし、第２規制部材挟み部１９の外側に設ける規制部材５，５Ｂは、モーメントを支持する程度に内側の規制部材５，５Ｂの領域よりも設けられる領域を小さく（例えば規制部材５，５Ｂの個数を少なく）することができる。

【0043】

＜規制部材５の変形例３＞
既述した実施形態においては、規制部材５，５Ｂならびに第１規制部材挟み部１８および第２規制部材挟み部１９は、中心線Ｎの周囲に間隔をおいて３カ所に設けられていたが、これらは、３カ所以上設けられていればよく、特定の個数に限定されない。また、規制部材５，５Ｂならびに第１規制部材挟み部１８および第２規制部材挟み部１９は、全周に亘って環状に形成されていてもよい。

【0044】

また、上記の＜規制部材５の変形例２＞に記載した規制部材５，５Ｂは、コイル１０と第２ユニット２との間において中心線Ｎの周囲に間隔をおいて３カ所に設けられていたが、この規制部材５，５Ｂも３カ所以上設けられていればよく、特定の個数に限定されない。また、この規制部材５，５Ｂも、全周に亘って環状に形成されていてもよい。

【0045】

－第２実施形態－
以下、第２実施形態に係る伝達振動可変装置について説明する。第１実施形態においては、ユニット間接続部３は磁気粘性ゲルを用いて構成されていたが、第２実施形態では、磁気粘性ゲルの代わりに、印加される電界の強さに応じて粘性および弾性が変化する機能性材料である電気粘性ゲルが用いられる。

【0046】

図８に示すように、第２実施形態に係る伝達振動可変装置１００Ａも、第１実施形態と同様に、第１ユニット１Ａ、第２ユニット２Ａ、ユニット間接続部３Ｂ、印加部４Ａ、規制部材５および制御部６Ａを備えている。

【0047】

第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａは、ユニット間接続部３Ｂを介して互いに対向する対向面８Ｃ，９Ａを有している。本実施形態では、第１ユニット１Ａが有する対向面８Ｃと第２ユニットが有する対向面９Ａは、何れも平面状に形成され、互いに平行に配されている。

【0048】

第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａは、それらの一方が力および振動の入力側となり、それらの他方が力および振動の出力側となる。第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの一方に、力および振動を入力する入力部材（不図示）が取り付けられ、第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの他方に、力および振動の出力先となる出力部材（不図示）が取り付けられてもよい。但し、入力部材（不図示）が第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａに取り付けられることなく、直接、第１ユニット１Ａまたは第２ユニット２Ａに力および振動が入力されてもよい。また、出力部材（不図示）が第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａに取り付けられることなく、直接、第１ユニット１Ａまたは第２ユニット２Ａから力および振動が外部に出力されてもよい。本実施形態では、第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａに、第１実施形態と同様の取付手段１６，１７が形成されている。

【0049】

第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの一方に入力され、第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの他方から出力される力および振動は、第１実施形態の第１ユニット１および第２ユニット２に対するものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

【0050】

第１ユニット１Ａは、第１ユニット本体３４と、第１電極４１と、第１電極４１の周囲に形成された第１規制部材挟み部１８Ａと、第１ユニット本体３４と第１電極４１との間に固定された第１絶縁膜３５とを有する。第２ユニット２Ａは、第２ユニット本体３６と、第２電極４２と、第２電極４２の周囲に形成された第２規制部材挟み部１９Ａと、第２ユニット本体３６と第２電極４２との間に固定された第２絶縁膜３７とを有する。第１規制部材挟み部１８Ａと第２規制部材挟み部１９Ａとの間には、規制部材５が介在している。この規制部材５も、第１実施形態と同様に、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの離間寸法が一定値以下にならないように規制する。このように規制することで、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの間に介在するユニット間接続部３Ｂが過剰に圧縮され損傷することが防止される。

【0051】

ユニット間接続部３Ｂは、第１ユニット１Ａの対向面８Ｃと第２ユニット２Ａの対向面９Ａの間に介在し、第１ユニット１Ａの対向面と第２ユニット２Ａの対向面とを接続している。本実施形態では、第１ユニット１Ａの対向面８Ｃと第２ユニット２Ａの対向面９Ａは、それぞれ第１電極４１と第２電極４２によって形成されている。ユニット間接続部３Ｂは、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの間で回転力、回転振動、並進力および並進振動を伝達することができる。

【0052】

また、ユニット間接続部３Ｂは、印加される電界の強さに応じて粘性および弾性が変化する電気粘性ゲルを用いて構成されている。電気粘性ゲルは、電気粘性流体をゲル化したものである。ユニット間接続部３Ｂの粘性および弾性が変化すると、ユニット間接続部３Ｂが第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの間で伝達する振動が変化する。例えば、ユニット間接続部３Ｂに印加される電界が弱いほど、ユニット間接続部３Ｂは入力された振動を減衰させて出力側に伝達する。一方、ユニット間接続部３Ｂに印加される電界が強いほど、ユニット間接続部３Ｂは入力された振動を減衰させずに出力側に伝達する。また例えば、ユニット間接続部３Ｂに印加される電界が特定の強さになると、ユニット間接続部３Ｂは、特定周波数の振動を大幅に増幅または減衰させることができる。

【0053】

ユニット間接続部３Ｂは、接着剤を用いて、第１ユニット１Ａ（第１電極４１）と第２ユニット２Ａ（第２電極４２）に接着されている。接着には、接着剤自身の電気抵抗を下げるために、導電性の金属粒子などを含む接着剤（導電性の接着剤）を用いることが好ましい。非導電性の接着剤を使う場合は、ユニット間接続部３Ｂの一部、例えば、その周囲のみに接着剤を用いることも可能である。ユニット間接続部３Ｂの電気粘性ゲルが自己融着性を有する場合は、接着剤を用いずに、ユニット間接続部３Ｂを第１ユニット１および第２ユニット２に融着により接着してもよい。

【0054】

機能性材料として電気粘性流体を用いた場合は、電気粘性流体が外部に漏れ出さないように、シール材等を用いた複雑な構造を採る必要がある。しかし、本実施形態のように、機能性材料として電気粘性ゲルを用いれば、伝達振動可変装置１００Ａ全体をシール材等を用いずに簡易な構造とすることができる。

【0055】

印加部４Ａは、本実施形態では、ユニット間接続部３Ｂに電界を印加する電界印加部である。印加部４Ａは、第１電極４１、第２電極４２、電線４３，４４などによって構成されている。第１電極４１は、第１ユニット１Ａの構成と印加部４Ａの構成を兼ねており、第２電極４２は、第２ユニット２Ａの構成と印加部４Ａの構成を兼ねている。

【0056】

規制部材５は、第１ユニット１Ａの第１規制部材挟み部１８Ａと、第２ユニット２Ａの第２規制部材挟み部１９Ａとの間に介在し、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの離間寸法が一定値以下にならないように規制する。本実施形態では、規制部材５は、第２ユニット２Ａの第２規制部材挟み部１９Ａに対して摺動自在となるように、第１ユニット１Ａの第１規制部材挟み部１８Ａに固定されている。但し、規制部材５は、第２ユニット２Ａの第２規制部材挟み部１９Ａに対して摺動自在となるように、第１ユニット１Ａの第１規制部材挟み部１８Ａに固定されていてもよい。なお、規制部材５は、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとが中心線Ｎに対して直交する方向に互いに位置ずれを生じ、ユニット間接続部３Ｂが同方向に大きく変形しても当該ユニット間接続部３Ｂと接することのない位置に設けられている。このようにすることで、ユニット間接続部３Ｂが規制部材５と接触して想定外の振動が伝達されてしまうことが防止される。

【0057】

本実施形態では、規制部材５が上記規制を行いながら、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとが相対移動するとき、規制部材５が摺動することにより上記相対移動に対して生じる抗力が、ユニット間接続部３Ａが電界が印加されないときに上記相対移動に対して生じる抗力の最小値より小さくなるように、規制部材５には、摺動抵抗の小さな部材が用いられる。電界が印加されないときのユニット間接続部３Ａの上記相対移動に対する抗力は、ユニット間接続部３Ａに生じる歪に応じて変わり、通常、ユニット間接続部３Ａに歪が生じていないときに、当該抗力は最小値となる。なお、上記規制部材５に採用し得る具体的な部材は、第１実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

【0058】

制御部６Ａは、印加部４Ａがユニット間接続部３Ａに印加する電界の強さを制御する。制御部６Ａは、所定の操作部２１を通じてユーザから指示された強さの電圧をバッテリー２２等の電源を使用して第１電極４１と第２電極４２の間に印加する。制御部６Ａは、例えば、印加する電圧を調整するために必要な電気回路、マイクロコンピュータ等を用いて構成される。第１電極４１および第２電極４２は、印加される電圧の大きさに応じた電界を生じるため、ユニット間接続部３Ａに印加される電界の強さは、ユーザが指示する電圧の強さに応じて増減する。

【0059】

以上の構成を備える伝達振動可変装置１００Ａにおいて、ユーザが操作部２１を操作することにより、第１電極４１と第２電極４２の間に電圧が印加されると、電気粘性ゲルからなるユニット間接続部３Ａを電界が貫通する。この状態で、第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの一方に振動が入力される。このとき、第１ユニット１Ａおよび第２ユニット２Ａの他方から振動が出力され、入力される振動に対して出力される振動は、電極４１，４２に印加される電圧に応じて変化する。振動の変化の態様は、使用されるユニット間接続部の電気粘性ゲルの物性に左右されるが、概ね、電極４１，４２に印加される電圧値がゼロ乃至ゼロ近傍のときは、殆どの周波数において伝達振動が大幅に減衰し、電極４１，４２に印加される電圧値が大きくなるにつれて、次第に、何れの周波数に関しても伝達振動が減衰し難くなる。また、電極４１，４２に印加される電圧値が大きくなるにつれて、特定の周波数において、伝達振動が増幅される場合がある。

【0060】

このように、本実施形態に係る伝達振動可変装置１００Ａによれば、電極４１，４２に印加する電圧値を変えることにより、第１ユニット１Ａと第２ユニット２Ａとの間で伝達する伝達振動の減衰率を増減させることができ、特定の周波数に関しては、伝達振動を増幅させることができる。

【0061】

＜ユニット間接続部３Ａの変形例１＞
既述した実施形態においては、ユニット間接続部３Ａは、電気粘性ゲルを用いて構成されていたが、電気粘性ゲルに代えて電気粘性エラストマーを用いてもよい。この場合も既述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0062】

＜規制部材５の変形例１＞
既述した実施形態においては、規制部材５は、第１規制部材挟み部１８Ａと第２規制部材挟み部１９Ａとの間に１つずつ設けられていたが、第１実施形態における＜規制部材５の変形例１＞または＜規制部材５の変形例３＞での説明に倣って第２実施形態の規制部材５を別の規制部材に変更してもよい。

【0063】

＜その他の実施形態＞
既述した実施形態において、第１ユニット１，１Ａおよび第２ユニット２，２Ａに対するユニット間接続部３，３Ｂの接着性・粘着性を向上させるために、第１ユニット１，１Ａの対向面８，８Ａと第２ユニット２，２Ａの対向面９，９Ａのうち、ユニット間接続部３，３Ｂが接続される部分を、梨地処理等により微細な凹凸が形成されたものや、複数の穴が形成されたものとしてもよい。一方、第１ユニット１，１Ａの対向面８，８Ａまたは第２ユニット２，２Ａの対向面９，９Ａのうち規制部材５と摺動する部分は、摺動抵抗を抑えるために、表面粗度を小さくすることが望ましく、例えば算術平均粗さを６．３μｍ以下とすることが望ましい。

【0064】

既述した実施形態において、第１ユニット１，１Ａの対向面８，８Ａと第２ユニット２，２Ａの対向面９，９Ａは互いに平行に配されていたが、必ずしも平行に配されている必要はない。例えば、対向面８，８Ａおよび／または対向面９，９Ａに中心線Ｎを中心とする円錐状の傾斜が形成されていてもよい。吸収したい振動の種類に応じて、個所ごとにユニット間接続部３，３Ｂの厚みを変えることができる。

【0065】

既述した実施形態では、ユニット間接続部３，３Ｂは、単層で構成されていたが、例えば図９または図１０に示すように、ユニット間接続部３，３Ｂを複数の層で構成することも可能である。同図はユニット間接続部３，３Ｂが２層の場合を例示しているが、ユニット間接続部３，３Ｂは３層以上であってもよい。ユニット間接続部３，３Ｂを複数の層で構成する場合は、ユニット間接続部３，３Ｂの層の間に磁性体からなる板材が固定される。板材の材質は、特に限定されず、装置の使用目的に応じて適宜決定されるべきものである。また、ユニット間接続部３，３Ｂを複数の層で構成する場合、規制部材５は、各層毎に設けられてもよいし、規制部材５が設けられる層と設けられない層とがあってもよい。また、本例のように、第１規制部材挟み部１８、板材、第２規制部材挟み部１９で規制部材５を挟むのではなく、既述した各実施形態同様に第１規制部材挟み部１８と第２規制部材挟み部１９だけで規制部材５を挟むこともできる。この場合、板材が規制部材５に接触しないように、図９で示したものより径方向の長さを短くする必要がある。このように、ユニット間接続部３，３Ｂを複数の層で構成することにより第１ユニット１，１Ａと第２ユニット２，２Ａの相対変位量を、ユニット間接続部３，３Ｂを単層で構成する場合よりも広くすることができる。

【0066】

既述した実施形態に係る伝達振動可変装置１００，１００Ａにおいては、第１ユニット１，１Ａに対する第２ユニット２，２Ａの変位（回転方向または面方向の変位）が過大になると、ユニット間接続部３，３Ｂが崩壊する可能性があるが、そのようなユニット間接続部３，３Ｂの崩壊を防止するために、第１ユニット１，１Ａに対する第２ユニット２，２Ａの変位を抑制するバネを設けてもよい。

【0067】

例えば、図１１に示すように、有底筒状のアタッチメント５１の底壁部５１ａに伝達振動可変装置１００の第１ユニット１の端部を固定し、アタッチメント５１の周壁部５１ｂと第２ユニット２との間にばね５３を設けて第２ユニット２が第１ユニット１に対して過剰に面方向（中心線Ｎに対して直交する方向）に移動しないようにしてもよい。図１１は、第１実施形態に係る伝達振動可変装置１００の場合を例示しているが、第２実施形態に係る伝達振動可変装置１００Ａの場合も同様にして第１ユニット１Ａに対する第２ユニット２Ａの面方向の変位を抑制することができる。この場合、ばね５３は、規制部材としても機能し、この場合、規制部材５，５Ｂを設けなくとも同様の効果が得られる。

【0068】

また、図示しないが、第１ユニット１に対する第２ユニット２の回転方向の変位を抑制するために、ばね５３が第２ユニット２の接線方向に伸縮するようにしてもよい。すなわち、ばね５３の一端部を第２ユニット２の周囲に取付け、ばねの伸縮方向が第２ユニット２の接線方向を向くようにばね５３の他端部をアタッチメント５１の周壁部５１ｂに取り付けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明は、例えば、伝達する振動を変化させることができる伝達振動可変装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0070】

１，１Ａ 第１ユニット
２，２Ａ 第２ユニット
３，３Ａ，３Ｂ ユニット間接続部
３ａ 内側ユニット間接続部
３ｂ 外側ユニット間接続部
３ｃ 架設部
４，４Ａ 印加部
５，５Ａ 規制部材
５ａ，５ｂ 規制部材
５ｃ 転動体
６，６Ａ 制御部
１０ コイル
１１ 第１ヨーク
１１ａ 内側ヨーク
１１ｂ 外側ヨーク
１００，１００Ａ 伝達振動可変装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】