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(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】P2024157294
(43)【公開日】2024-11-07
(54)【発明の名称】操作装置
(51)【国際特許分類】
G05G 5/03 20080401AFI20241030BHJP
F16D 35/00 20060101ALI20241030BHJP
【ＦＩ】
G05G5/03 Z
F16D35/00 621
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023071575
(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
(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】赤岩 修一
(72)【発明者】
【氏名】上嶋 優矢
(72)【発明者】
【氏名】末廣 隆史
【テーマコード（参考）】
3J070
【Ｆターム（参考）】
3J070AA03
3J070AA13
3J070BA19
3J070BA51
3J070BA84
3J070CB01
3J070CB37
3J070CC71
(57)【要約】
【課題】磁界が印加されると粘性が変化する機能性材料を用いて操作抵抗を変化させる操作装置において、機能性材料の取扱いが容易にできる。
【解決手段】磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部２と、動作部２を動作可能に支持する支持部３と、ヨーク４２およびコイル４１を有する電磁石４と、動作部２とヨーク４２との間に設けられた介在部５を備える。動作部２、ヨーク４２および介在部５は、電磁石４に電流が印加されると、動作部２とヨーク４２との間で介在部５を貫通する磁束が生じるように配置され、介在部５は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、介在部５に印加される磁界が第１の状態の場合、介在部５を介して動作部２とヨーク４２が接続され、介在部５に印加される磁界が第２の状態の場合、介在部５を介した動作部２とヨーク４２の接続が解除される。
【選択図】図１
【解決手段】磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部２と、動作部２を動作可能に支持する支持部３と、ヨーク４２およびコイル４１を有する電磁石４と、動作部２とヨーク４２との間に設けられた介在部５を備える。動作部２、ヨーク４２および介在部５は、電磁石４に電流が印加されると、動作部２とヨーク４２との間で介在部５を貫通する磁束が生じるように配置され、介在部５は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、介在部５に印加される磁界が第１の状態の場合、介在部５を介して動作部２とヨーク４２が接続され、介在部５に印加される磁界が第２の状態の場合、介在部５を介した動作部２とヨーク４２の接続が解除される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部と、
ヨークおよびコイルを有する電磁石と、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介した前記動作部と前記ヨークとの接続が解除される、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部を動作可能に支持する支持部と、
ヨークおよびコイルを有する電磁石と、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介した前記動作部と前記ヨークとの接続が解除される、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項2】
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部と、
ヨークおよびコイルを有する電磁石と、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記介在部に印加される磁界の状態にかかわらず、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続されており、
前記接続の強度が前記介在部に印加される磁界の状態に応じて変化し、
前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部に伝達される力が略ゼロとなる、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部を動作可能に支持する支持部と、
ヨークおよびコイルを有する電磁石と、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記介在部に印加される磁界の状態にかかわらず、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続されており、
前記接続の強度が前記介在部に印加される磁界の状態に応じて変化し、
前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部に伝達される力が略ゼロとなる、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項3】
請求項１に記載の操作装置であって、
前記第２の状態において、前記動作部と前記ヨークとの間に隙間が形成される、
ことを特徴とする操作装置。
前記第２の状態において、前記動作部と前記ヨークとの間に隙間が形成される、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項4】
請求項１～３の何れか1項に記載の操作装置であって、
前記機能性材料は、印加される磁界の強さに応じて粘性および形状を変化させる磁気粘性ゲル、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体である、
ことを特徴とする操作装置。
前記機能性材料は、印加される磁界の強さに応じて粘性および形状を変化させる磁気粘性ゲル、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体である、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項5】
請求項１または３に記載の操作装置であって、
前記介在部は、印加される磁界が前記第１の状態において、当該印加される磁界の強さに応じて前記接続の強度を変化させる、
ことを特徴とする操作装置。
前記介在部は、印加される磁界が前記第１の状態において、当該印加される磁界の強さに応じて前記接続の強度を変化させる、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項6】
請求項１または３に記載の操作装置であって、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層からなる場合において、
前記介在部が前記ヨークに固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記動作部に、前記介在部が前記動作部に接触した後、前記動作部に対して離反不能に固着しないように、表面処理が施され、
前記介在部が前記動作部に固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記ヨークに、前記介在部が前記ヨークに接触した後、前記ヨークに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されている、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層からなる場合において、
前記介在部が前記ヨークに固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記動作部に、前記介在部が前記動作部に接触した後、前記動作部に対して離反不能に固着しないように、表面処理が施され、
前記介在部が前記動作部に固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記ヨークに、前記介在部が前記ヨークに接触した後、前記ヨークに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されている、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項7】
請求項１～３の何れか1項に記載の操作装置であって、
前記動作部は、直線方向または平面方向に移動可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部は、直線方向または平面方向に移動可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項8】
請求項１～３の何れか1項に記載の操作装置であって、
前記動作部は、その場で回転可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部は、その場で回転可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【請求項9】
請求項１～３の何れか1項に記載の操作装置であって、
前記動作部は、軸方向に移動可能にまたは軸回転可能に前記支持部に支持された軸部を有しており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記軸部の側面に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
前記動作部は、軸方向に移動可能にまたは軸回転可能に前記支持部に支持された軸部を有しており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記軸部の側面に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ユーザの操作に対して可変抵抗を付与することができる操作装置に関し、特に、磁界が印加されると粘性が変化する機能性材料を用いた操作装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、機能性材料である磁気粘性流体を用いた操作装置（１）が開示されている。この操作装置（１）は、ユーザが操作する操作部材（２）の下端部の揺動基部（３）と、揺動基部（３）を支持する受け部（６）との間に磁気粘性流体（７）を封入した構造を備え、磁気粘性流体（７）に印加する磁界の強さを変えることで、操作部材（２）の操作抵抗を可変としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１７４７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、磁気粘性流体は、液体の機能性材料であるため装置に注入する際に専門的な知識や技術を要する等取扱いが難しいという問題があった。
【0005】
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたものであり、磁界が印加されると粘性が変化する機能性材料を用いて操作抵抗を変化させることができる操作装置において、機能性材料の取扱いが容易にできる操作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態様に係る操作装置は、磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部と、前記動作部を動作可能に支持する支持部と、ヨークおよびコイルを有する電磁石と、前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、を備える。前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置される。前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成される。前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介した前記動作部と前記ヨークとの接続が解除される。
【0007】
本発明の第２態様に係る操作装置は、磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部と、前記動作部を動作可能に支持する支持部と、ヨークおよびコイルを有する電磁石と、前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた介在部と、を備える。前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置されている。前記介在部は、磁界に反応して粘性が変化する有形の機能性材料を用いて構成されている。前記介在部に印加される磁界の状態にかかわらず、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続されている。前記接続の強度が前記介在部に印加される磁界の状態に応じて変化する。前記介在部に印加される磁界が第１の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部と前記ヨークとが接続され、前記介在部に印加される磁界が第２の状態の場合は、前記介在部を介して前記動作部に伝達される力が略ゼロとなる。
【0008】
本発明の第３態様に係る操作装置は、第１態様に係る操作装置において、前記第２の状態において、前記動作部と前記ヨークとの間に隙間が形成される。
【0009】
本発明の第４態様に係る操作装置は、第１態様～第３態様の何れか１態様に係る操作装置において、前記機能性材料は、印加される磁界の強さに応じて粘性および形状を変化させる磁気粘性ゲル、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体である。
【0010】
本発明の第５態様に係る操作装置は、第１態様または第３態様に係る操作装置において、前記介在部は、前記電磁石に前記一定値以上の電流が印加されるとき、当該電流の大きさに応じて前記接触の度合いを変化させる。
【0011】
本発明の第６態様に係る操作装置は、第１態様または第３態様に係る操作装置において、前記介在部が前記ヨークに固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記動作部に、前記介在部が前記動作部に接触した後、前記動作部に対して離反不能に固着しないように、表面処理が施される。前記介在部が前記動作部に固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記ヨークに、前記介在部が前記ヨークに接触した後、前記ヨークに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されている。
【0012】
本発明の第７態様に係る操作装置は、第１態様～第３態様の何れか１態様に係る操作装置において、前記動作部は、直線方向または平面方向に移動可能に前記支持部に支持されている。前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させている。前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている。
【0013】
本発明の第８態様に係る操作装置は、第１態様～第３態様の何れか１態様に係る操作装置において、前記動作部は、その場で回転可能に前記支持部に支持されている。前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させている。前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている。
【0014】
本発明の第９態様に係る操作装置は、第１態様～第３態様の何れか１態様に係る操作装置において、前記動作部は、軸方向に移動可能にまたは軸回転可能に前記支持部に支持された軸部を有しており支持された軸部を有している。前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記軸部の側面に対向させている。前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、交換など機能性材料の取扱い容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】第１実施形態に係る操作装置の断面図である。
【図2】第１実施形態に係る操作装置の平面図である。
【図3】第１実施形態に係る操作装置において、動作部とヨークとの間に設けられた介在部の形状変化を説明する図である。
【図3A】第１実施形態の変形例に係る操作装置において、動作部とヨークとの間に設けられた介在部の構造を示す図である。
【図4】第１実施形態の変形例に係る操作装置の断面図である。
【図5】第１実施形態の変形例に係る操作装置の断面図である。
【図6】第１実施形態の変形例に係る操作装置において、動作部とヨークの間に設けられた２層からなる介在部の形状変化を説明する図である。
【図7】第２実施形態に係る操作装置の断面図である。
【図8】第２実施形態に係る操作装置において、動作部とヨークとの間に設けられた介在部の形状変化を説明する図である。
【図9】第３実施形態に係る操作装置の断面図である。
【図10】第３実施形態および第４実施形態に係る操作装置において、動作部とヨークとの間に設けられた介在部の形状変化を説明する図である。
【図11】第４実施形態に係る操作装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
－第１実施形態－
以下、本発明の第１実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図１および図２に示すように、操作装置１は、動作部２、支持部３、電磁石４、介在部５および給電装置６を備えている。
以下、本発明の第１実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図１および図２に示すように、操作装置１は、動作部２、支持部３、電磁石４、介在部５および給電装置６を備えている。
【0018】
動作部２は、操作装置１においてユーザの操作に伴って動作する部分である。本実施形態では、動作部２は、ユーザが直接操作する操作部材でもある。動作部２は磁性体を用いて構成されている。なお、ユーザが直接操作する操作部材が必ずしも動作部２である必要はない。例えば、ユーザが直接操作する操作部材と動作部２とが別々に設けられ、操作部材が何らかの部材や機構を介して動作部２と連動するように構成されていてもよい。
【0019】
本実施形態では、動作部２は、平面方向（図２において紙面に平行な方向）に移動可能に支持部３に支持されている。例えば、ユーザは動作部２の上面に手や指を添えて動作部２を平面方向に移動させることができる。本実施形態では、動作部２は、底部に平面状に形成されたスライド面２ａを有している。なお、動作部２の移動の自由度を規制して、動作部２が直線方向にのみ移動できるようにすることも可能である。例えば図２において左右方向に動作部２が移動しないように規制して同図において上下方向にのみ動作部２が移動できるようにすることが可能である。
【0020】
支持部３は、本実施形態では、動作部２の底部に形成されたスライド面２ａをその面に沿った方向にスライド可能に支持している。支持部３は、電磁石４のコイル４１上に固定されている。この固定は、例えば接着剤を用いて行うことができる。支持部３を安定的にコイル４１上に支持するために、コイル４１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４１をボビンに巻設した上で、当該ボビンを介して支持部３がコイル４１に固定されていてもよい。支持部３は、図２に示すように、円周上に間隔をおいて４箇所設けられているが、設けられる箇所は３カ所以上であればよく、特定の個数に限定されない。また、支持部３は、環状に設けられていてもよい。なお、支持部３には、非磁性体が用いられることが望ましい。また、支持部３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。
【0021】
電磁石４は、コイル４１およびヨーク４２を備えている。本実施形態では、コイル４１は、支持部３を支持し、この支持部３を介して間接的に動作部２を支持している。
【0022】
コイル４１には、給電装置６から電流が印加されるようになっている。給電装置６は、給電する電流値を自動または手動で調整することができるように構成されている。
【0023】
ヨーク４２は、コイル４１の径方向内側に配設された内側ヨーク４２ａと、コイル４１の径方向外側に配設された外側ヨーク４２ｂと有し、内側ヨーク４２ａと外側ヨーク４２ｂとは支持部３側と反対側で磁路形成可能に繋がっている。内側ヨーク４２ａおよび外側ヨーク４２ｂの動作部２側には、動作部２のスライド面２ａに対向する介在部取付面４２ａ１，４２ｂ１が形成されている。この介在部取付面４２ａ１，４２ｂ１は、内側ヨーク４２ａに形成された内側取付面４２ａ１と、外側ヨーク４ｂｂに形成された外側取付面４２ｂ１とで構成されている。内側取付面４２ａ１と外側取付面４２ｂ１とは、ヨーク４２の中心線Ｎの方向から視て互いに全周に亘って間隔をあけて環状に形成されている。なお、内側取付面４２ａ１と外側取付面４２ｂ１は、コイル４１に通電されているときに一対の磁極部となる。
【0024】
介在部５は、動作部２とヨーク４２との間においてヨーク４２側に固定されている。介在部５は、ヨーク４２の内側取付面４２ａ１に固定された内側介在部５ａと、ヨーク４２の外側取付面４２ｂ１に固定された外側介在部５ｂとで構成されている。図２に示すように、内側介在部５ａは円形に形成され、外側介在部５ｂは環状に形成されている。介在部５は、例えば、接着剤を用いてヨーク４２に固定される。接着剤には、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。介在部５が自己融着性を有する場合は、接着剤を用いずに、介在部５をヨーク４２に融着により接着してもよい。なお、外側介在部５ｂは、必ずしも環状である必要はなく、配線やセンサーの配置に応じて、切り欠きが設けられていてもよい。
【0025】
介在部５は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成されている。本実施形態ではこの有形の機能性材料として磁気粘性ゲルが用いられている。磁気粘性ゲルは有形であるので、液体のみからなる無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。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。なお、介在部５に用いる磁気粘性ゲルは、その表面にコーティングをしたものであってもよい。コーティングをすることにより、介在部５に強い外力が作用しても崩壊し難いものとすることができる。また、使用するコーティングの種類によって、介在部５と介在部５が接触する部材との間の摩擦抵抗を調整することができる。コーティングする場合は、介在部５の変形を妨げないコーティング剤を使用することが好ましい。そのために、コーティング剤に、磁性体の素材が含まれていることが望ましい。
【0026】
電磁石４のコイル４１に電流が印加されないとき、介在部５に印加される磁界は第２の状態にあり、介在部５は、図３（ａ）に示すように、動作部２と接続されることなく、動作部２との間に隙間Ｇを形成する。本実施形態において上記「第２の状態」は、介在部５に付与される磁界の強さがゼロであることを意味する。
【0027】
コイル４１に電流が印加されると、例えば図１の矢印Ｐに沿った方向に磁束（磁路）が形成され、動作部２の中心側と内側ヨーク４２ａとの間に設けられた内側介在部５ａを貫通する磁束と、動作部２の外側と外側ヨーク４２ｂとの間に設けられた外側介在部５ｂを貫通する磁束とが生じる。介在部５は、磁気粘性ゲルを用いて構成されていることから、磁力によって動作部２Ａ側に引き寄せられ、次第に図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態へと、動作部２側に延出する。そして、コイル４１に一定値以上の電流が印加されると、介在部５に印加される磁界が第１の状態となり、介在部５を介して動作部２とヨーク４とが接続される。このとき、介在部５は、図３（ｃ）に示すように、動作部２に接触し、コイル４１に印加される電流の大きさに応じて動作部２に対する接触度合いとその粘度とを変化させる。つまり、コイル４１に印加される電流が大きくなるほど、介在部５は動作部２に対する接触面積を増して、動作部２に強く貼り付く（動作部２と接続する強度を増す）とともに、その粘度を高めることになる。本実施形態において上記「第１の状態」は、介在部５に付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0028】
なお、本明細書および特許請求の範囲において、「接続」とは部材同士が接していることを意味し、部材同士が互いに固定される場合も、部材同士が互いに滑りながら接している場合も部材同士が接続されていることになる。また、本明細書および特許請求の範囲において、「接続の強度」とは、部材同士が引き寄せ合う力（貼り付く力）の大きさを意味する。
【0029】
以上のように構成された操作装置１において、電磁石４のコイル４１に電流が印加されないときは、動作部２と内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂとの間にそれぞれ隙間Ｇが形成される。このため、動作部２を殆ど無負荷状態で動作させることができ、ユーザの操作に付与される抵抗は最小となる。その後、電磁石４のコイル４１に電流が印加されても、動作部２と内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂとの間にそれぞれ隙間Ｇが形成されている間は、引き続き、ユーザの操作に対する抵抗は最小となる。更にその後、電磁石４のコイル４１に一定値以上の電流が印加され、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂが動作部２に接触すると、動作部２の動作に対して抵抗が付与されるため、ユーザの操作に対しても抵抗が付与されるようになる。そして、電磁石４のコイル４１に一定値以上の電流が印加されている間、その電流値の大きさに応じて、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂが動作部２に貼り付く力が大きくなる（動作部２と接続する強度を増す）とともに、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂの粘度が高くなり、ユーザの操作に対してもコイル４１に印加する電流値に応じた大きさの抵抗が付与される。
【0030】
以上に説明した構成を備える操作装置１によれば、装置全体をシール材を用いる必要のない簡易な構造にすることができ、しかも、機能性材料からなる介在部５に磁界を印加しないときに、機能性材料によって生じる操作抵抗をゼロにすることができる。これにより、ユーザが操作するときに受ける抵抗の幅を広くすることができ、幅広い操作抵抗を付与することができる。なお、電流値の大きさだけでなく、電流の周波数や、デューティ比を変更することにより、より幅広い操作抵抗を付与することができる。以下で説明する各実施形態及び、変形例においては電流値の大きさを例に説明するが、電流値に加え周波数や、デューティ比を変更してもよいことは言うまでもない。
【0031】
従来例に係る磁気粘性流体装置では、磁気粘性流体が磁界が印加されない状態でも一定の粘性を示すため、磁気粘性流体を介して操作部材に付与される操作抵抗を完全に無くすことは難しく、その分、操作抵抗の可変領域が狭くなるという問題があった。また、磁気粘性流体は液体であるため、磁気粘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磁気粘性流体を封入する必要があるため、装置の構造が複雑になり、部品点数が増えるという問題もあった。本実施形態に係る操作装置１および後述する実施形態に係る操作装置によれば、これらの問題が解決される。
【0032】
すなわち、本実施形態に係る操作装置１および後述する実施形態に係る操作装置によれば、磁界が印加されると粘性が変化する機能性材料を用いて操作抵抗を変化させることができる操作装置において、機能性材料に磁界を印加しないとき、機能性材料によって生じる操作抵抗をゼロにすることができ、しかも、シール材を用いる必要のない簡易な構造の操作装置を提供できる。
【0033】
＜第１実施形態の変形例＞
つぎに、第１実施形態に係る操作装置１の変形例について図４に基づいて説明する。なお、第１実施形態に係る操作装置１と同じ構成については図面において同符号を付して説明を省略する。
つぎに、第１実施形態に係る操作装置１の変形例について図４に基づいて説明する。なお、第１実施形態に係る操作装置１と同じ構成については図面において同符号を付して説明を省略する。
【0034】
第１実施形態の変形例に係る操作装置１００は、第１実施形態に係る操作装置１において、ヨーク４２（内側ヨーク４２ａ）の一部を永久磁石１０１に置き換えたものである。置き換える部位は特に限定されないが、本実施形態では、内側ヨーク４２ａの一部が永久磁石１０１に置き換えられている。この操作装置１００において、動作部２、ヨーク４２、介在部５および永久磁石１０１は、永久磁石１０１が生じる磁束が、動作部２とヨーク４２との間に設けられた介在部５を貫通するように配置されており、コイル４１に電流が印加されると、永久磁石１０１が生じる磁束を打ち消す磁束が生じるようにもなっている。
【0035】
具体的には、操作装置１００において、コイル４１に電流が印加されないとき、介在部５に印加される磁界は第１の状態にあり、介在部５を介して動作部２とヨーク４とが接続されている。このとき、図４の実線矢印Ｑが示す方向への磁束（磁路）のみが形成され、動作部２の中心側と内側ヨーク４２ａとの間に設けられた内側介在部５ａを貫通する磁束と、動作部２の外側と外側ヨーク４２ｂとの間に設けられた外側介在部５ｂを貫通する磁束とが生じる。内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂに印加される磁界の強さは、図３（ｃ）に示すように、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂが動作部２に引き寄せられて接触し、隙間Ｇが形成されないものとされる。この第１実施形態の変形例において上記「第１の状態」は、介在部５に付与される磁界が永久磁石１０１のみによって一方向に生じ、その磁界の強さが、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂが動作部２に接触するように、一定値以上であることを意味する。
【0036】
操作装置１００において、コイル４１に電流が印加されると、図４の実線矢印Ｑと逆方向（図４の破線矢印Ｐが示す方向）にも磁束（磁路）が形成され、永久磁石１０１が生じる磁束の一部又は全部が打ち消され、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂを貫通する磁束も打ち消される。そして、コイル４１に一定値以上の電流が印加されると、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂに印加される磁界が第２の状態となり、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂを介した動作部２とヨーク４２ａ，４２ｂとの接続が解除される。すなわち、図３（ｃ）に示す状態から図３（ｂ）または図３（ａ）に示す状態へと、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂは、ヨーク４２ａ，４２ｂ側に後退し、動作部２との間に隙間Ｇを形成するようになる。なお、この第１実施形態の変形例において上記「第２の状態」は、永久磁石１０１によって介在部５に付与される磁界と、永久磁石１０１によって介在部５に付与される磁界とを合成した合成磁界の強さが、介在部５を動作部２に接触させることができる一定値に満たないことを意味する。
【0037】
その後、さらにコイル４１に印加する電流を強くしていくと、破線矢印Ｐが示す方向への磁界が更に強くなり、再び、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂは、動作部２側へと延出し、図３（ａ）に示す状態から順次図３（ｂ）に示す状態へと変化し、再び、介在部５に印加される磁界は第１の状態となり、図３（ｃ）に示す状態へと変化して、内側介在部５ａおよび外側介在部５ｂを介して動作部２とヨーク４２ａ，４２ｂとが接続される。この場合の「第１の状態」は、永久磁石１０１によって介在部５に付与される磁界と、永久磁石１０１によって介在部５に付与される磁界とを合成した合成磁界の強さが、介在部５を動作部２に接触させることができる一定値以上であることを意味する。
【0038】
このような操作装置１００によれば、電磁石４に電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４に一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能となる。
【0039】
＜介在部５の変形例１＞
介在部５の形態は、図１に示した１層構造から、図５に示すように、２層構造に変更することも可能である。特に、動作部２の移動量が比較的小さく、図５に示すように、介在部５と支持部３とが大きく離れている場合には有効である。具体的には、図５に示すように、動作部２とヨーク４２の内側取付面４２ａ１および外側取付面４２ｂ１との間に各２層の介在部５ａ，５ｂを設け、第１層の介在部５ａ，５ｂを動作部２に固定する一方で、第２層の介在部５ａ，５ｂをヨーク４２の内側取付面４２ａ１および外側取付面４２ｂ１に固定する。なお、図５に示す例では、支持部３はヨーク４側に固定され、動作部２側に対してスライド自在に設けられる。あるいは、支持部３は動作部２側に固定され、ヨーク４側に対してスライド自在に設けられてもよい。支持部３の固定には例えば接着剤が用いられる。
介在部５の形態は、図１に示した１層構造から、図５に示すように、２層構造に変更することも可能である。特に、動作部２の移動量が比較的小さく、図５に示すように、介在部５と支持部３とが大きく離れている場合には有効である。具体的には、図５に示すように、動作部２とヨーク４２の内側取付面４２ａ１および外側取付面４２ｂ１との間に各２層の介在部５ａ，５ｂを設け、第１層の介在部５ａ，５ｂを動作部２に固定する一方で、第２層の介在部５ａ，５ｂをヨーク４２の内側取付面４２ａ１および外側取付面４２ｂ１に固定する。なお、図５に示す例では、支持部３はヨーク４側に固定され、動作部２側に対してスライド自在に設けられる。あるいは、支持部３は動作部２側に固定され、ヨーク４側に対してスライド自在に設けられてもよい。支持部３の固定には例えば接着剤が用いられる。
【0040】
電磁石４のコイル４１に電流が印加されないとき、介在部５ａ，５ｂに印加される磁界は第２の状態にあり、図６（ａ）に示すように、２層からなる介在部５ａ，５ｂは、第１層の介在部５ａ，５ｂと第２層の介在部５ａ，５ｂとの間に隙間Ｇを形成する。電磁石４のコイル４１に電流が印加されると、第１層および第２層の介在部５ａ，５ｂは、磁力によって互いに引き寄せられ、次第に図６（ａ）に示す状態から図６（ｂ）に示す状態へと、互いに接近する。そして、コイル４１に一定値以上の電流が印加されると、介在部５ａ，５ｂに印加される磁界は第１の状態となり、図６（ｃ）に示すように、第１層の介在部５ａ，５ｂと第２層の介在部５ａ，５ｂとは、互いに接触し、コイル４１に印加される電流が大きくなるほど、互いに強く貼り付くとともにその粘度を高めることになる。なお、ここで説明する介在部の変形例１において上記「第２の状態」は、介在部５ａ，５ｂに付与される磁界の強さがゼロであることを意味し、上記「第１状態」は、介在部５ａ，５ｂに付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0041】
＜介在部５の変形例２＞
既述した実施形態においては、介在部５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または、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いてもよい。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
既述した実施形態においては、介在部５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または、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いてもよい。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
【0042】
磁気粘性ゲルに代えて、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いる場合、袋体の材質は耐油性ものとし、例えばシリコーン等の形状を保持し易い材質を使用することが好ましい。更に好ましくは、袋体の磁気抵抗を低減するために、袋体の材質は磁性体を含むようなものがよい。また、袋体が重力に負けないような構造にすることが好ましい。重力に負けないようにするために、袋体において伸縮変形が必要な個所以外は、肉厚を増したり、硬質材を使用するなどして、硬くすることが好ましい。例えば図１に示す形状の介在部５を磁気粘性流体を封入した袋体にする場合、介在部５の側面部分をなす袋体の肉厚を比較的厚くして重力に負けないようにし、介在部５の上面部分をなす袋体の肉厚を比較的薄くすることで、上面部分を上下に伸縮変形（上面が平坦な形状と盛り上がった形状との間での変形）し易くすることが望ましい。また、上面部分をなす袋体の肉厚を比較的薄くすることで、動作部２とヨーク４２との間の磁気抵抗が小さくなるという効果も得られる。あるいは、介在部５の側面部分をなす袋体を硬質材料にして重力に負けないようにし、介在部５の上面部分をなす袋体を軟質材料にすることで、上面部分を上下に伸縮変形（平坦な形状と盛り上がった形状との間での変形）し易くするようにしてもよい。
【0043】
＜介在部５の変形例３＞
既述した実施形態では、介在部５に印加される磁界が第１の状態の場合は、介在部５を介して動作部２とヨーク４２とが接続され、介在部５に印加される磁界が第２の状態の場合は、介在部５を介した動作部２とヨーク４２との接続が解除されるようになっていたが、介在部５に印加される磁界の強さにかかわらず、介在部５が常に動作部２とヨーク４２の両方に接続されるものとしてもよい。
既述した実施形態では、介在部５に印加される磁界が第１の状態の場合は、介在部５を介して動作部２とヨーク４２とが接続され、介在部５に印加される磁界が第２の状態の場合は、介在部５を介した動作部２とヨーク４２との接続が解除されるようになっていたが、介在部５に印加される磁界の強さにかかわらず、介在部５が常に動作部２とヨーク４２の両方に接続されるものとしてもよい。
【0044】
介在部５が常に動作部２とヨーク４２の両方に接続されるものとする場合、例えば図３Ａに示すように、介在部５を磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２側の面に形成された滑り層５２とを有するもの（以下「介在部５Ｄ」という。）に置き換えることが望ましい。滑り層５２には、磁気回路の形成を妨げない材料を用いることが望ましく、そのような材料として、例えば、鉄板、薄いＰＴＦＥ、滑り易く表面処理された薄い膜などが挙げられる。
【0045】
滑り層５２を有する介在部５Ａを採用した場合、電磁石４のコイル４１に電流が印加されないとき、介在部５Ｄに印加される磁界の状態は第２の状態にあり、介在部５は、可動部２と接した状態にあるものの、介在部５と可動部２と間に磁力が働かないことから、動作部２とヨーク４２は介在部５を介して極めて弱い力（第２の力）で接続されていることになる。本実施形態では上記した極めて弱い力の大きさは略ゼロである。このため、動作部２を殆ど無負荷状態で動作させることができ、ユーザの操作に付与される抵抗は最小となる。
【0046】
一方、電磁石４のコイル４１に一定値以上の電流が印加されると、介在部５Ａに印加される磁界の状態が第１の状態になり、可動部２と介在部５との間に磁力が働くことで、介在部５は、動作部２に対して磁界の強さに応じた強さで貼り付くとともに、その粘度を高めることになる。このとき動作部２とヨーク４２とは、介在部５を介して上記第２の力よりも強い第１の力で接続されることとなる。その結果、ユーザの操作に対して、コイル４１に印加する電流値の大きさに応じた大きさの抵抗（介在部５に印加される磁界の強さに応じた大きさの抵抗）が付与される。なお、ここで説明する介在部５の変形例３において上記「第２の状態」は、介在部５に付与される磁界の強さがゼロであることを意味し、上記「第１状態」は、介在部５に付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0047】
－第２実施形態－
以下、本発明の第２実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図７に示すように、第２実施形態に係る操作装置１Ａは、動作部２Ａ、支持部３Ａ、電磁石４Ａ、介在部５Ａおよび給電装置６を備えている。
以下、本発明の第２実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図７に示すように、第２実施形態に係る操作装置１Ａは、動作部２Ａ、支持部３Ａ、電磁石４Ａ、介在部５Ａおよび給電装置６を備えている。
【0048】
動作部２Ａは、操作装置１Ａにおいてユーザの操作に伴って動作する部分であり、本実施形態では、動作部２Ａは、操作部材である操作レバー２１の基部に設けられている。したがって、動作部２Ａは、ユーザの操作レバー２１の操作に伴って動作する。この動作部２Ａは磁性体を用いて構成されている。なお、操作レバー２１を省略して動作部２Ａを、例えばコンピュータ入力装置であるマウスのトラックボールのように、ユーザが直接操作する操作部材とすることも可能である。なお、操作レバー２１の動作部２Ａ以外は、磁性体でなくてもよい。
【0049】
動作部２Ａは、その場で回転可能に支持部３Ａに支持されている。本実施形態では、動作部２Ａに、球体が用いられている。なお、動作部２Ａは、必ずしも球体である必要はなく、支持部３Ａと接触する部分が球面状であればよい。
【0050】
支持部３Ａは、動作部２Ａを回転可能かつ移動不能に支持している。本実施形態では、支持部３Ａは、第１支持部３Ａ１と第２支持部３Ａ２とで構成されている。なお、支持部３Ａには、非磁性体が用いられることが望ましい。また、第１支持部３Ａ１および第２支持部３Ａ２の端部に形成された玉受面に、摺動抵抗の小さな部材、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を取り付けて、動作部２Ａとの摺動抵抗を低減させることも可能である。この場合、フッ素樹脂等の摺動抵抗の小さな部材は、磁気抵抗の増加を抑えるために、できるだけ薄くすることが望ましい。
【0051】
第１支持部３Ａ１は、部分球面状の支持面を有し、当該支持面によって動作部２Ａを支持している。本実施形態では、第１支持部３Ａ１は、電磁石４Ａのコイル４１Ａの内側に配置された内側ヨーク４２Ａａの先端部が第１支持部３Ａ１として機能している。
【0052】
第２支持部３Ａ２は、動作部２Ａが移動することなくその場で回転するように、第１支持部３Ａ１とともに当該動作部２Ａを支持している。第１支持部３Ａ１が動作部２Ａの中心より低い位置で動作部２Ａを支持する一方で、第２支持部３Ａ２は、動作部２Ａの中心より高い位置で動作部２Ａを支持している。第２支持部３Ａ２は、動作部２Ａの表面形状に対応した部分球面状の支持面を内側に有する環状に形成され、その外周部は電磁石４Ａのコイル４１Ａの外側に形成された外側ヨーク４２Ａｂに固定されている。なお、第２支持部３Ａ２には非磁性体が用いられている。
【0053】
電磁石４Ａは、コイル４１Ａおよびヨーク４２Ａを備えている。コイル４１Ａには、給電装置６から電流が印加されるようになっている。給電装置６は、給電する電流値を自動または手動で調整することができるように構成されている。ヨーク４２Ａは、コイル４１Ａの径方向内側に配設された内側ヨーク４２Ａａと、コイル４１Ａの径方向外側に配設された外側ヨーク４２Ａｂと、外側ヨーク４２Ａｂから動作部２Ａに向かって延出した介在部用ヨーク４２Ａｃと有し、内側ヨーク４２Ａａと外側ヨーク４２Ａｂとは支持部３側と反対側で磁路形成可能に繋がっている。介在部用ヨーク４２Ａｃの動作部２Ａ側の面には、介在部５Ａが取り付けられる介在部取付面４２Ａｃ１が形成されている。
【0054】
介在部５Ａは、動作部２Ａと介在部用ヨーク４２Ａｃとの間に設けられ、外側ヨーク４２Ａｂの介在部取付面４２Ａｃ１に固定されている。介在部５Ａは、動作部２Ａの表面形状に対応した部分球面状の対向面５Ａ１を内側に有する環状に形成され、外周部は外側ヨーク４２Ａｂ１に固定されている。介在部５Ａの対向面５Ａ１は、第１支持部３Ａ１の動作部２Ａを支持する支持面と、第２支持部３Ａ２の動作部２Ａを支持する支持面との間の領域に配されている。なお、介在部５Ａは、第１実施形態で説明した接着剤と同様の接着剤を用いてヨーク４２Ａに固定される。また、介在部５Ａには、第１実施形態で説明した介在部５の材料と同様の磁気粘性ゲルが用いられる。なお、外側介在部５Ａは、必ずしも環状である必要はなく、配線やセンサーの配置に応じて、切り欠きが設けられていてもよい。
【0055】
電磁石４Ａのコイル４１Ａに電流が印加されないとき、介在部５Ａに印加される磁界は第２の状態にあり、介在部５Ａは、図８（ａ）に示すように、動作部２Ａと接続されることなく、動作部２Ａとの間に隙間Ｇを形成する。本実施形態において上記「第２の状態」は、介在部５Ａに付与される磁界の強さがゼロであることを意味する。
【0056】
コイル４１Ａに電流が印加されると、例えば図７の矢印Ｐに沿った方向に磁束（磁路）が形成され、動作部２Ａと介在部用ヨーク４２Ａｃとの間に設けられた介在部５Ａを貫通する磁束が生じる。介在部５Ａは、磁気粘性ゲルを用いて構成されていることから、磁力によって動作部２Ａ側に引き寄せられ、次第に図８（ａ）に示す状態から図８（ｂ）に示す状態へと、動作部２Ａ側に延出する。そして、コイル４１Ａに一定値以上の電流が印加されると、介在部５Ａに印加される磁界が第１の状態となり、介在部５Ａを介して動作部２Ａと介在部用ヨーク４２Ａｃとが接続される。このとき、介在部５Ａは、図８（ｃ）に示すように、動作部２Ａに接触し、コイル４１Ａに印加される電流の大きさに応じて動作部２Ａに対する接触度合いとその粘度とを変化させる。つまり、コイル４１Ａに印加される電流が大きくなるほど、介在部５Ａは動作部２Ａに対する接触面積を増して、動作部２Ａに強く貼り付く（動作部２Ａと接続する強度を増す）とともに、その粘度を高めることになる。本実施形態において上記「第１の状態」は、介在部５に付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0057】
以上のように構成された操作装置１Ａにおいて、電磁石４Ａのコイル４１Ａに電流が印加されないときは、動作部２Ａと介在部５Ａとの間に隙間Ｇが形成される。このため、動作部２Ａを殆ど無負荷状態で動作させることができ、ユーザが操作レバー２１を操作する際に、その操作に付与される抵抗は最小となる。その後、電磁石４Ａのコイル４１Ａに電流が印加されても、動作部２Ａと介在部５Ａとの間に隙間Ｇが形成されている間は、引き続き、操作レバー２１の操作抵抗は最小のまま変わらない。更にその後、電磁石４Ａのコイル４１に一定値以上の電流が印加され、介在部５Ａが動作部２Ａに接触すると、動作部２Ａの動作に対して抵抗が付与されるため、ユーザが操作レバー２１を操作する際に、操作抵抗が付与されるようになる。そして、電磁石４Ａのコイル４１Ａに一定値以上の電流が印加されている間、その電流値の大きさに応じて、介在部５Ａが動作部２Ａに貼り付く力が大きくなる（動作部２Ａと接続する強度を増す）とともに、介在部５Ａの粘度が高くなり、ユーザの操作に対してもコイル４１Ａに印加する電流値に応じた大きさの抵抗が付与される。
【0058】
以上に説明した構成を備える操作装置１Ａによっても、装置全体をシール材を用いる必要のない簡易な構造にすることができ、しかも、機能性材料からなる介在部５Ａに磁界を印加しないときに、機能性材料によって生じる操作抵抗をゼロにすることができる。これにより、ユーザが操作するときに受ける抵抗の幅を広くすることができ、幅広い触感を付与することができる。
【0059】
＜第２実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、ヨーク４２Ａの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ａに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ａに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、ヨーク４２Ａの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ａに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ａに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
【0060】
＜第２実施形態の介在部５Ａの変形例１＞
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。特に、動作部２Ａの回転量が小さく、介在部５Ａと支持部３Ａとがある程度離れている場合には有効である。
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。特に、動作部２Ａの回転量が小さく、介在部５Ａと支持部３Ａとがある程度離れている場合には有効である。
【0061】
＜第２実施形態の介在部５Ａの変形例２＞
第１実施形態の変形例２で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
第１実施形態の変形例２で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
【0062】
＜第２実施形態の介在部５Ａの変形例３＞
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａが常に動作部２Ａと介在部用ヨーク４２Ａｃの両方に接続されるものとし、介在部５Ａを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第２実施形態に係る操作装置１Ａにおいても、介在部５Ａが常に動作部２Ａと介在部用ヨーク４２Ａｃの両方に接続されるものとし、介在部５Ａを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
【0063】
－第３実施形態－
以下、本発明の第３実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図９に示すように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂは、動作部２Ｂ、支持部３Ｂ、電磁石４Ｂ、介在部５Ｂ、給電装置６および筐体７を備えている。
以下、本発明の第３実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図９に示すように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂは、動作部２Ｂ、支持部３Ｂ、電磁石４Ｂ、介在部５Ｂ、給電装置６および筐体７を備えている。
【0064】
動作部２Ｂは、操作装置１Ｂにおいてユーザの操作に伴って動作する部分であり、本実施形態では、動作部２Ｂは、ユーザが直接操作する操作部材である。動作部２Ｂは磁性体を用いて構成されている。なお、ユーザが直接操作する操作部材が必ずしも動作部２Ｂである必要はない。例えば、ユーザが直接操作する操作部材と動作部２Ｂとが別々に設けられ、操作部材が何らかの部材や機構を介して動作部２Ｂと連動するように構成されてもよい。
【0065】
動作部２Ｂは、軸線方向に移動可能に支持部３Ｂに支持されている。本実施形態では、動作部２Ｂは、直線方向に延びた棒状部（軸部）を有する。
【0066】
支持部３Ｂは、動作部２Ｂを軸線方向にスライド自在に支持している。本実施形態では、支持部３Ｂは、第１支持部３Ｂ１と第２支持部３Ｂ２とで構成されている。なお、第２支持部３Ｂ２には、非磁性体が用いられることが望ましい。また、第１支持部３Ｂ１および第２支持部３Ｂ２の端部に形成された軸受面に、摺動抵抗の小さな部材、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を取り付けて、動作部２Ｂとの摺動抵抗を低減させることも可能である。第１支持部３Ｂ１の端部に形成された軸受面に取り付けるフッ素樹脂等の摺動抵抗の小さな部材は、磁気抵抗の増加を抑えるためにできるだけ薄くすることが望ましい。一方、第２支持部３Ｂ２は磁気回路から外れた位置にあるため、その端部に取り付けられる部材は摺動抵抗が小さいものであれば、厚さや材質は特に問われない。
【0067】
第１支持部３Ｂ１は、動作部２Ｂの形状に対応した軸受面を有し、当該軸受面によって動作部２Ｂを支持している。本実施形態では、第１支持部３Ｂ１は、電磁石４Ｂのヨーク４２Ｂの一方の磁極となる部分（コイル４１Ｂの通電時に磁極となる部分の一方）が第１支持部３Ｂ１として機能している。
【0068】
第２支持部３Ｂ２も、動作部２Ｂの断面形状に対応した軸受面を有し、当該軸受面によって、第１支持部３Ｂ１とは異なる位置で動作部２Ｂを支持している。なお、第２支持部３Ｂ２には非磁性体が用いられている。
【0069】
電磁石４Ｂは、コイル４１Ｂおよびヨーク４２Ｂを備えている。コイル４１Ｂには、給電装置６から電流が印加されるようになっている。給電装置６は、給電する電流値を自動または手動で調整することができるように構成されている。コイル４１Ｂは、ヨーク４２Ｂの内周面４２Ｂ２に沿って、動作部２Ｂを中心とする環状に配設されている。ヨーク４２Ｂは、中空円柱状に形成され、動作部２Ｂがその中空円柱の両端面を貫通している。ヨーク４２Ｂは、動作部２Ｂが貫通する貫通部において、動作部２Ｂの側面に対向する対向面４２Ｂａおよび介在部取付面４２Ｂｂを形成している。対向面４２Ｂａは、動作部２Ｂと微小隙間を介して動作部２Ｂの側面に対向しており、動作部２Ｂをスライド自在に支持している。介在部取付面４２Ｂｂには、後述する介在部５Ｂが取り付けられており、介在部取付面４２Ｂｂは、介在部５Ｂを介して動作部２Ｂの側面に対向している。
【0070】
介在部５Ｂは、動作部２Ｂの表面形状に対応した形状面を内側に有する環状に形成され、外周部はヨーク４２Ｂの介在部取付面４２Ｂｂに固定されている。なお、介在部５Ｂは、第１実施形態で説明した接着剤と同様の接着剤を用いてヨーク４２Ｂに固定される。また、介在部５Ｂには、第１実施形態で説明した介在部５の材料と同様の磁気粘性ゲルが用いられる。なお、外側介在部５Ｂは、必ずしも環状である必要はなく、配線やセンサーの配置に応じて、切り欠きが設けられていてもよい。
【0071】
筐体７は、非磁性体を用いて構成されており、例えば有底筒状に形成されている。筐体７の内周面には、ヨーク４２Ｂの外周面と第２支持部３Ｂ２の外周部が固定されている。第２支持部３Ｂ２は、ヨーク４２Ｂと筐体７の底部との間の位置に設置されている。また、筐体７の底部と動作部２Ｂの端部との間に、ユーザの操作によって押し込まれた動作部２Ｂが元の位置に復帰するように、リターンスプリング８が介装されている。
【0072】
電磁石４Ｂのコイル４１Ｂに電流が印加されないとき、介在部５Ｂに印加される磁界は第２の状態にあり、介在部５Ｂは、図１０（ａ）に示すように、動作部２Ｂと接続されることなく、動作部２Ｂとの間に隙間Ｇを形成する。本実施形態において上記「第２の状態」は、介在部５Ｂに付与される磁界の強さがゼロであることを意味する。
【0073】
コイル４１Ｂに電流が印加されると、例えば図９の矢印Ｐに沿った方向に磁束（磁路）が形成され、介在部５Ｂを貫通する磁束が生じる。介在部５Ｂは、磁気粘性ゲルを用いて構成されていることから、磁力によって動作部２Ｂ側に引き寄せられ、次第に図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す状態へと、動作部２Ｂ側に延出する。そして、コイル４１Ｂに一定値以上の電流が印加されると、介在部５Ｂに印加される磁界が第１の状態となり、介在部５Ｂを介して動作部２Ｂとヨーク４２Ｂの介在部取付面４２Ｂｂとが接続される。このとき、介在部５Ｂは、図１０（ｃ）に示すように、動作部２Ｂに接触し、コイル４１Ｂに印加される電流の大きさに応じて動作部２Ｂに対する接触度合いとその粘度とを変化させる。つまり、コイル４１Ｂに印加される電流が大きくなるほど、介在部５Ｂは動作部２Ｂに対する接触面積を増して、動作部２Ｂに強く貼り付く（動作部２Ｂと接続する強度を増す）とともに、その粘度を高めることになる。本実施形態において上記「第１の状態」は、介在部５Ｂに付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0074】
以上のように構成された操作装置１Ｂにおいて、電磁石４Ｂのコイル４１Ｂに電流が印加されないときは、動作部２Ｂと介在部５Ｂとの間に隙間Ｇが形成される。このため、動作部２Ｂを殆ど無負荷状態で軸方向に移動させることができ、ユーザが動作部２Ｂを操作する際に、その操作に付与される抵抗は最小となる。その後、電磁石４Ｂのコイル４１Ｂに電流が印加されても、動作部２Ｂと介在部５Ｂとの間に隙間Ｇが形成されている間は、引き続き、動作部２Ｂの操作抵抗は最小のまま変わらない。更にその後、電磁石４Ｂのコイル４１Ｂに一定値以上の電流が印加され、介在部５Ｂが動作部２Ｂに接触すると、動作部２Ｂの動作に対して抵抗が付与されるため、ユーザが動作部２Ｂを操作する際に、操作抵抗が付与されるようになる。そして、電磁石４Ｂのコイル４１Ｂに一定値以上の電流が印加されている間、その電流値の大きさに応じて、介在部５Ｂが動作部２Ｂに密着する力が大きくなる（動作部２Ｂと接続する強度を増す）とともに、介在部５Ｂの粘度が高くなり、ユーザの操作に対してもコイル４１Ｂに印加する電流値に応じた大きさの抵抗が付与される。
【0075】
以上に説明した構成を備える操作装置１Ｂによっても、装置全体をシール材を用いる必要のない簡易な構造にすることができ、しかも、機能性材料からなる介在部５Ｂに磁界を印加しないときに、機能性材料によって生じる操作抵抗をゼロにすることができる。これにより、ユーザが操作するときに受ける抵抗の幅を広くすることができ、幅広い操作抵抗を付与することができる。
【0076】
＜第３実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、ヨーク４２Ｂの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ｂに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ｂに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、ヨーク４２Ｂの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ｂに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ｂに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
【0077】
＜第３実施形態の介在部５Ｂの変形例１＞
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。特に、動作部２Ｂの移動量が小さく、介在部５Ｂと支持部３Ｂとがある程度離れている場合には有効である。
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。特に、動作部２Ｂの移動量が小さく、介在部５Ｂと支持部３Ｂとがある程度離れている場合には有効である。
【0078】
＜第３実施形態の介在部５Ｂの変形例２＞
第１実施形態の変形例２で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
第１実施形態の変形例２で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
【0079】
＜第３実施形態の介在部５Ｂの変形例３＞
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂが常に動作部２Ｂとヨーク４２の介在部取付面４２Ｂｂの両方に接続されるものとし、介在部５Ｂを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２Ｂ側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第３実施形態に係る操作装置１Ｂにおいても、介在部５Ｂが常に動作部２Ｂとヨーク４２の介在部取付面４２Ｂｂの両方に接続されるものとし、介在部５Ｂを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２Ｂ側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
【0080】
－第４実施形態－
以下、本発明の第４実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図１１に示すように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃは、動作部２Ｃ、支持部３Ｃ、電磁石４Ｃ、介在部５Ｃ、給電装置６および筐体７を備えている。
以下、本発明の第４実施形態に係る操作装置について、図面を参照しつつ説明する。図１１に示すように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃは、動作部２Ｃ、支持部３Ｃ、電磁石４Ｃ、介在部５Ｃ、給電装置６および筐体７を備えている。
【0081】
動作部２Ｃは、操作装置１Ｃにおいてユーザの操作に伴って軸回転動作をする部分（軸部）であり、本実施形態では、動作部２Ｃには、操作部材である回転レバー２２の基部が取り付けられている。したがって、動作部２Ｃは、ユーザの回転レバー２２の回転操作に伴って軸回転する。動作部２Ｂは磁性体を用いて構成されている。なお、回転レバー２２は、動作部２Ａを軸回転させるための操作部材の一例であり、ユーザが直接動作部２Ｃを軸回転させたり、回転レバー２２以外の部材や機構を動作部２Ｃに取付て動作部２Ｃを軸回転できるようにしてもよい。
【0082】
動作部２Ｃは、軸回転可能に支持部３Ｃに支持されている。本実施形態では、動作部２Ｃは、直線方向に延びた棒状に形成されている。
【0083】
支持部３Ｃは、動作部２Ｃを軸回転可能に支持している。本実施形態では、支持部３Ｃは、第１支持部３Ｃ１と第２支持部３Ｃ２とで構成されている。
【0084】
第１支持部３Ｃ１は、動作部２Ｃの断面形状に対応した軸受面を有し、当該軸受面によって動作部２Ｃを支持している。本実施形態では、第１支持部３Ｃ１は、電磁石４Ｃのヨーク４２Ｃの一方の磁極となる部分（コイル４１Ｃの通電時に磁極となる部分）が第１支持部３Ｃ１として機能している。なお、第１支持部３Ｃ１の端部に形成された軸受面に、摺動抵抗の小さな部材、例えば、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を取り付けて、動作部２Ｃとの摺動抵抗を低減させることも可能である。
【0085】
第２支持部３Ｃ２は、動作部２Ｃの下端部形状に対応したラジアル軸受面３１およびアキシャル軸受面３２を有し、動作部２Ｃの下端部を軸方向および軸に直交する方向に支持している。なお、第２支持部３Ｃ２には、非磁性体が用いられることが望ましい。また、動作部２Ｃの摺動抵抗を下げるために、第２支持部３Ｃ２には、摺動抵抗の小さな部材として、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂が用いられることが望ましい。
【0086】
電磁石４Ｃは、コイル４１Ｃおよびヨーク４２Ｃを備えている。コイル４１Ｃには、給電装置６から電流が印加されるようになっている。給電装置６は、給電する電流値を自動または手動で調整することができるように構成されている。コイル４１Ｃは、ヨーク４２Ｃの内周面４２Ｃ２に沿って、動作部２Ｃを中心とする環状に配設されている。ヨーク４２Ｃは、中空円柱状に形成され、動作部２Ｃがその中空円柱の両端面を貫通している。ヨーク４２Ｃは、動作部２Ｃが貫通する貫通部において、動作部２Ｃの側面に対向する対向面４２Ｃａおよび介在部取付面４２Ｃｂを形成している。対向面４２Ｃａは、動作部２Ｃと微小隙間を介して対向しており、動作部２Ｃを回転自在に支持している。介在部取付面４２Ｃｂには、後述する介在部５Ｃが取り付けられており、介在部取付面４２Ｃｂは、介在部５Ｃを介して動作部２Ｃの側面に対向している。
【0087】
介在部５Ｃは、動作部２Ｃの表面形状に対応した形状面を内側に有する環状に形成され、外周部はヨーク４２Ｃの介在部取付面４２Ｃｂに固定されている。なお、介在部５Ｃは、第１実施形態で説明した接着剤と同様の接着剤を用いてヨーク４２Ｃに固定される。また、介在部５Ｃには、第１実施形態で説明した介在部５の材料と同様の磁気粘性ゲルが用いられる。なお、外側介在部５Ｃは、必ずしも環状である必要はなく、配線やセンサーの配置に応じて、切り欠きが設けられていてもよい。
【0088】
筐体７は、非磁性体を用いて構成されており、例えば有底筒状に形成されている。筐体７の内周面には、ヨーク４２Ｃの外周面と第２支持部３Ｃ２の外周部が固定されている。第２支持部３Ｃ２は、筐体７の内側の底部に固定されている。
【0089】
電磁石４Ｃのコイル４１Ｃに電流が印加されないとき、介在部５Ｃに印加される磁界は第２の状態にあり、介在部５Ｃは、図１０（ａ）に示すように、動作部２Ｃと接続されることなく、動作部２Ｃとの間に隙間Ｇを形成する。本実施形態において上記「第２の状態」は、介在部５Ｃに付与される磁界の強さがゼロであることを意味する。
【0090】
コイル４１Ｃに電流が印加されると、例えば図１１の矢印Ｐに沿った方向に磁束（磁路）が形成され、介在部５Ｃを貫通する磁束が生じる。介在部５Ｃは、磁気粘性ゲルを用いて構成されていることから、磁力によって動作部２Ｃ側に引き寄せられ、次第に図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す状態へと、動作部２Ｃ側に延出する。そして、コイル４１Ｃに一定値以上の電流が印加されると、介在部５Ｃに印加される磁界が第１の状態となり、介在部５Ｃを介して動作部２Ｃとヨーク４２Ｃの介在部取付面４２Ｃｂとが接続される。このとき、介在部５Ｃは、図１０（ｃ）に示すように、動作部２Ｃに接触し、コイル４１Ｃに印加される電流の大きさに応じて動作部２Ｃに対する接触度合いとその粘度とを変化させる。つまり、コイル４１Ｃに印加される電流が大きくなるほど、介在部５Ｃは動作部２Ｃに対する接触面積を増して、動作部２Ｃに強く貼り付く（動作部２Ｃと接続する強度を増す）とともに、その粘度を高めることになる。本実施形態において上記「第１の状態」は、介在部５Ｃに付与される磁界の強さが一定値以上であることを意味する。
【0091】
以上のように構成された操作装置１Ｃにおいて、電磁石４Ｃのコイル４１Ｃに電流が印加されないとき、動作部２Ｃと介在部５Ｃとの間に隙間Ｇが形成される。このため、動作部２Ｃを殆ど無負荷状態で軸回転させることができ、ユーザが回転レバー２２を操作する際に、その操作に付与される抵抗は最小となる。その後、電磁石４Ｃのコイル４１Ｃに電流が印加されても、動作部２Ｃと介在部５Ｃとの間に隙間Ｇが形成されている間は、引き続き、動作部２Ｃの操作抵抗は最小のまま変わらない。その後、電磁石４Ｃのコイル４１Ｃに一定値以上の電流が印加され、介在部５Ｃが動作部２Ｃに接触すると、動作部２Ｃの動作に対して抵抗が付与されるため、ユーザが回転レバー２２を操作する際に、操作抵抗が付与されるようになる。そして、電磁石４Ｃのコイル４１Ｃに一定値以上の電流が印加されている間、その電流値の大きさに応じて、介在部５Ｃが動作部２Ｃに密着する力が大きくなる（動作部２Ｃと接続する強度を増す）とともに、介在部５Ｃの粘度が高くなり、ユーザの回転レバー２２の操作に対してもコイル４１Ｃに印加する電流値に応じた大きさの抵抗が付与される。
【0092】
以上に説明した構成を備える操作装置１Ｃによっても、装置全体をシール材を用いる必要のない簡易な構造にすることができ、しかも、機能性材料からなる介在部５Ｃに磁界を印加しないときに、機能性材料によって生じる操作抵抗をゼロにすることができる。
【0093】
＜第４実施形態の変形例＞
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、ヨーク４２Ｃの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ｃに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ｃに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
第１実施形態の変形例（図４参照）で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、ヨーク４２Ｃの一部を永久磁石に置き換えることにより、電磁石４Ｃに電流を印加しないときにユーザの操作に対して抵抗を付与し、電磁石４Ｃに一定値以上の電流を印加するときにユーザの操作に対して抵抗を生じさせないようにすることが可能である。
【0094】
＜第４実施形態の介在部５Ｃの変形例１＞
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。
第１実施形態の変形例１（図６参照）で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃの形態は、１層構造から２層構造に変更することが可能である。
【0095】
＜第４実施形態の介在部５Ｂの変形例２＞
第１実施形態の変形例２で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
第１実施形態の変形例２で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃとして、磁気粘性ゲルの代わりに、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体を用いることができる。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。例えば、磁気粘性エラストマーおよび、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体は、有形であるので、無形の機能性材料と比べて交換作業等の取り扱いが容易である。
【0096】
＜第４実施形態の介在部５Ｃの変形例３＞
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃが常に動作部２Ｃとヨーク４２Ｃの介在部取付面４２Ｃｂの両方に接続されるものとし、介在部５Ｃを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２Ｃ側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
第１実施形態における介在部５の変形例３で説明したように、第４実施形態に係る操作装置１Ｃにおいても、介在部５Ｃが常に動作部２Ｃとヨーク４２Ｃの介在部取付面４２Ｃｂの両方に接続されるものとし、介在部５Ｃを磁気粘性ゲルからなる本体部５１と、本体部５１の動作部２Ｃ側の面に形成された滑り層５２とを有するものに置き換えることができる。
【0097】
＜その他の実施形態＞
以上に説明した何れかの実施形態において、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃおよび／または動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃが動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接触した後、動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されていてもよい。この表面処理として、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃおよび／または動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対する塗装処理、コーティング処理またはプラズマ処理を例示することができる。
以上に説明した何れかの実施形態において、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃおよび／または動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃには、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃが動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに接触した後、動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されていてもよい。この表面処理として、介在部５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃおよび／または動作部２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対する塗装処理、コーティング処理またはプラズマ処理を例示することができる。
【0098】
第１実施形態において、介在部５は、コイル４１に通電する際にヨーク４２において磁極となる両方の磁極部（ヨーク４２の内側取付面４２ａ１およびヨーク４２の外側取付面４２ｂ１）と動作部２との間に設けられていたが、片方の磁極部（ヨーク４２の内側取付面４２ａ１またはヨーク４２の外側取付面４２ｂ１）と動作部２との間にのみ設けられていてもよい。また、介在部５は、ヨーク４２側に固定されて動作部２側に隙間を生じるようにされていても、動作部２側に固定されてヨーク４２側に隙間を生じるようにされていてもよい。但し、支持部３の数、位置、形状等は適宜変更される場合がある。
【0099】
第２～第４実施形態において、介在部５Ａ～５Ｃは、コイル４１Ａ～４１Ｃに通電する際にヨーク４２Ａ～４２Ｃにおいて磁極となる片方の磁極部４２Ａｂ１，４２Ｂｂ、４２Ｃｂと動作部２Ａ～２Ｃとの間に設けられていたが、両方の磁極部と動作部２Ａ～２Ｃとの間に設けられていてもよい。介在部５Ａ～５Ｃは、ヨーク４２Ａ～４２Ｃ側に固定されて動作部２Ａ～２Ｃ側に隙間を生じるようにされていても、動作部２Ａ～２Ｃ側に固定されてヨーク４２Ａ～４２Ｃ側に隙間を生じるようにされていてもよい。但し、支持部３Ａ～３Ｃの数、位置、形状等は適宜変更される場合がある。
【0100】
＜付記＞
既述した実施形態は、以下のような技術思想を含む。
既述した実施形態は、以下のような技術思想を含む。
【0101】
［構成１］
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）と、
ヨーク（４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）およびコイル（４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を有する電磁石（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、
前記動作部と前記ヨークとの間に１層または２層に設けられた介在部（５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合は、前記介在部は、
前記動作部および前記ヨークの一方に固定され、
前記電磁石に電流が印加されないとき、前記動作部および前記ヨークの他方との間に隙間（Ｇ）を形成し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記隙間を解消して前記動作部および前記ヨークの他方と接触し、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が２層である場合は、
第１層の前記介在部は前記動作部に固定され、第２層の前記介在部は前記ヨークに固定され、
前記第１層の前記介在部と前記第２層の前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されないとき、互いの間に隙間を形成し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記隙間を解消して互いに接触する、
ことを特徴とする操作装置（１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）。
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）と、
ヨーク（４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）およびコイル（４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を有する電磁石（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、
前記動作部と前記ヨークとの間に１層または２層に設けられた介在部（５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と、
を備え、
前記動作部、前記ヨークおよび前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されると、前記動作部と前記ヨークとの間で前記介在部を貫通する磁束が生じるように配置され、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合は、前記介在部は、
前記動作部および前記ヨークの一方に固定され、
前記電磁石に電流が印加されないとき、前記動作部および前記ヨークの他方との間に隙間（Ｇ）を形成し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記隙間を解消して前記動作部および前記ヨークの他方と接触し、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が２層である場合は、
第１層の前記介在部は前記動作部に固定され、第２層の前記介在部は前記ヨークに固定され、
前記第１層の前記介在部と前記第２層の前記介在部は、前記電磁石に電流が印加されないとき、互いの間に隙間を形成し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記隙間を解消して互いに接触する、
ことを特徴とする操作装置（１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）。
【0102】
［構成２］
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）と、
ヨーク（４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）およびコイル（４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を有する電磁石（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、
前記動作部と前記ヨークとの間に１層または２層に設けられた介在部（５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と、
永久磁石（１０１）と、
を備え、
前記動作部、前記ヨーク、前記介在部および前記永久磁石は、前記永久磁石が生じる磁束が前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部を貫通するように配置され、かつ、前記電磁石に電流が印加されると、前記永久磁石が生じる前記磁束を打ち消す別の磁束が生じるように配置されており、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合は、前記介在部は、
前記動作部および前記ヨークの一方に固定され、
前記電磁石に電流が印加されないとき、前記動作部および前記ヨークの他方と接触し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記動作部および前記ヨークの他方との間に隙間を形成し、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が２層である場合は、
第１層の前記介在部は前記動作部に固定され、第２層の前記介在部は前記ヨークに固定され、
前記第１層の前記介在部と前記第２層の前記介在部は、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、互いの間に隙間を形成し、前記電磁石に電流が印加されないとき、前記隙間を解消して互いに接触する、
ことを特徴とする操作装置（１００）。
磁性体を用いて構成され、ユーザの操作に伴って動作する動作部（２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）と、
前記動作部を動作可能に支持する支持部（３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）と、
ヨーク（４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ）およびコイル（４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ）を有する電磁石（４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）と、
前記動作部と前記ヨークとの間に１層または２層に設けられた介在部（５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ）と、
永久磁石（１０１）と、
を備え、
前記動作部、前記ヨーク、前記介在部および前記永久磁石は、前記永久磁石が生じる磁束が前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部を貫通するように配置され、かつ、前記電磁石に電流が印加されると、前記永久磁石が生じる前記磁束を打ち消す別の磁束が生じるように配置されており、
前記介在部は、磁界に反応して粘性および形状が変化する有形の機能性材料を用いて構成され、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合は、前記介在部は、
前記動作部および前記ヨークの一方に固定され、
前記電磁石に電流が印加されないとき、前記動作部および前記ヨークの他方と接触し、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、前記動作部および前記ヨークの他方との間に隙間を形成し、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が２層である場合は、
第１層の前記介在部は前記動作部に固定され、第２層の前記介在部は前記ヨークに固定され、
前記第１層の前記介在部と前記第２層の前記介在部は、前記電磁石に一定値以上の電流が印加されるとき、互いの間に隙間を形成し、前記電磁石に電流が印加されないとき、前記隙間を解消して互いに接触する、
ことを特徴とする操作装置（１００）。
【0103】
［構成３］
構成１または２に記載の操作装置であって、
前記機能性材料は、印加される磁界の強さに応じて粘性および形状を変化させる磁気粘性ゲル、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体である、
ことを特徴とする操作装置。
構成１または２に記載の操作装置であって、
前記機能性材料は、印加される磁界の強さに応じて粘性および形状を変化させる磁気粘性ゲル、磁気粘性エラストマーまたは、磁気粘性流体が封入された伸縮性を有する立体形状の袋体である、
ことを特徴とする操作装置。
【0104】
［構成４］
構成１～３の何れか１に記載の操作装置であって、
前記介在部は、前記電磁石に前記一定値以上の電流が印加されるとき、当該電流の大きさに応じて前記接触の度合いを変化させる、
ことを特徴とする操作装置。
構成１～３の何れか１に記載の操作装置であって、
前記介在部は、前記電磁石に前記一定値以上の電流が印加されるとき、当該電流の大きさに応じて前記接触の度合いを変化させる、
ことを特徴とする操作装置。
【0105】
［構成５］
構成１～４の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合において、
前記介在部が前記ヨークに固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記動作部に、前記介在部が前記動作部に接触した後、前記動作部に対して離反不能に固着しないように、表面処理が施され、
前記介在部が前記動作部に固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記ヨークに、前記介在部が前記ヨークに接触した後、前記ヨークに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されている、
ことを特徴とする操作装置。
構成１～４の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部と前記ヨークとの間に設けられた前記介在部が１層である場合において、
前記介在部が前記ヨークに固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記動作部に、前記介在部が前記動作部に接触した後、前記動作部に対して離反不能に固着しないように、表面処理が施され、
前記介在部が前記動作部に固定される場合にあっては、前記介在部および／または前記ヨークに、前記介在部が前記ヨークに接触した後、前記ヨークに対して離反不能に固着しないように、表面処理が施されている、
ことを特徴とする操作装置。
【0106】
［構成６］
構成１～５の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、直線方向または平面方向に移動可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
構成１～５の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、直線方向または平面方向に移動可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【0107】
［構成７］
請求項１～６の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、その場で回転可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
請求項１～６の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、その場で回転可能に前記支持部に支持されており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記動作部に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【0108】
［構成８］
構成１～７の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、軸方向に移動可能にまたは軸回転可能に前記支持部に支持された軸部を有しており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記軸部の側面に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
構成１～７の何れか１に記載の操作装置であって、
前記動作部は、軸方向に移動可能にまたは軸回転可能に前記支持部に支持された軸部を有しており、
前記ヨークは、前記コイルに通電する際に磁極となる一対の磁極部を前記軸部の側面に対向させており、
前記介在部は、前記一対の磁極部の片方の磁極部と前記動作部との間、または前記一対の磁極部の両方の磁極部と前記動作部との間に設けられている、
ことを特徴とする操作装置。
【産業上の利用可能性】
【0109】
本発明は、例えば、ユーザの操作に対して可変抵抗を付与することができる操作装置であって、磁界が印加されると粘性が変化する機能性材料を用いた操作装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0110】
Ｇ 隙間
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１００ 操作装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 動作部
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 支持部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 電磁石
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 介在部
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ コイル
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ ヨーク
４２ａ１ 内側取付面（磁極部）
４２ｂ１ 外側取付面（磁極部）
４２Ａｂ１ 介在部取付面（磁極部）
４２Ｂａ 対向面（磁極部）
４２Ｂｂ 介在部取付面（磁極部）
１０１ 永久磁石
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１００ 操作装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 動作部
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 支持部
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 電磁石
５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ 介在部
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ コイル
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ ヨーク
４２ａ１ 内側取付面（磁極部）
４２ｂ１ 外側取付面（磁極部）
４２Ａｂ１ 介在部取付面（磁極部）
４２Ｂａ 対向面（磁極部）
４２Ｂｂ 介在部取付面（磁極部）
１０１ 永久磁石
【図1】
【図2】
【図3】
【図3A】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】