CN105324650A - 传感器装置 - Google Patents

Abstract

在利用了粘弹性体的变形的传感器装置中，使检测范围及检测精度可变。传感器装置(1)具有：磁粘弹性体(2)，其在内部分散有导电性的磁性粒子(15)，根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化，并且伴随变形而使规定方向上的电阻值发生变化；磁场施加机构(5、6)，其向磁粘弹性体施加磁场，并且能够变更施加的磁场的强度；电阻检测机构(35)，其对磁粘弹性体的电阻进行检测；以及运算机构(10)，其基于电阻检测机构的检测值和磁场施加机构施加的磁场的强度，来对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。

Description

传感器装置

技术领域

本发明涉及一种具有粘弹性体、磁场施加机构及磁场检测机构的传感器装置。详细而言，涉及一种具备根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化的磁粘弹性体且根据施加的磁场而使测定范围可变的传感器装置。

背景技术

作为压敏传感器(载荷传感器)，存在如下这样的传感器，即，具备粘弹性体、在粘弹性体的一侧设置的永久磁铁及在粘弹性体的另一侧设置的霍尔元件(例如，专利文献1)。该压敏传感器在被施加压力(载荷)时，粘弹性体发生变形，使永久磁铁与霍尔元件的相对位置发生变化，因此能够基于霍尔元件的检测值而对施加于弹性体的压力进行检测。该压敏传感器通过弹性体的变形特性来决定压力的检测范围及检测精度。例如，当使用弹性模量低的粘弹性体时，以较小的压力使粘弹性体发生较大变形，因此检测精度(检测灵敏度)变高，但由于以较小的压力就达到粘弹性体的变形极限，因此检测范围变窄。相反，当使用弹性模量高的粘弹性体时，难以达到粘弹性体的变形极限，因此检测范围变宽，但由于与压力对应的粘弹性体的变形量变小，因此检测精度变低。

然而，在粘弹性体中具有磁粘弹性体(例如，专利文献2)，其使在磁场的作用下进行磁极化的磁性粒子在内部分散，并使从外部施加的磁场的强度发生变化，由此使粘弹性体的弹性模量发生变化。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-46222号公报

专利文献2：日本特开平4-266970号公报

发明要解决的课题

在专利文献1那样的压敏传感器中，存在想要实现使检测精度及检测范围可变且适合于各种测定对象的传感器装置这样的要求。因此，本申请的诸申请人想到使用磁粘弹性体来构成传感器装置，该磁粘弹性体使磁性粒子在内部分散，并使从外部施加的磁场的强度发生变化，由此能够使弹性模量发生变化。通过这样构成，在施加于传感器装置的载荷大的情况下，增强施加的磁场而提高磁粘弹性体的弹性模量，从而能够扩大检测范围。另外，在施加于传感器装置的载荷小的情况下，减弱施加的磁场而降低磁粘弹性体的弹性模量，从而能够提高检测精度。然而，在这样构成传感器装置的情况下，霍尔元件等磁检测机构进行检测的磁场根据磁粘弹性体的变形而发生变化，并且根据磁场施加机构施加的磁场的强度而发生变化，因此存在无法根据磁检测机构检测的磁场的强度来单纯地运算磁粘弹性体的变形量、施加于磁粘弹性体的载荷这样的问题。另外，当将磁粘弹性体、磁场施加机构及磁检测机构组合为一个传感器时，各要素的布局成为问题。

发明内容

本发明鉴于以上的背景而提出，其课题在于，在利用了粘弹性体的变形的传感器装置中，使检测范围及检测精度可变。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的特征在于，具有：磁粘弹性体(2)，其在内部分散有导电性的磁性粒子(15)，根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化，并且伴随变形而使规定的方向上的电阻值发生变化；磁场施加机构(5、6)，其向所述磁粘弹性体施加磁场，并且能够变更施加的磁场的强度；电阻检测机构(35)，其对所述磁粘弹性体的电阻进行检测；以及运算机构(10)，其基于所述电阻检测机构的检测值和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的变形状态及施加于所述磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。在此，磁粘弹性体的变形状态是指包括磁粘弹性体的变形量、变形速度、振动频率等的变形状态。

根据该结构，能够提供根据磁场施加机构施加的磁场的强度来变更检测范围及检测精度的传感器装置。在传感器装置中，由于在磁粘弹性体内分散有具有导电性的磁性粒子，因此根据磁粘弹性体的变形而磁性粒子彼此接近或分离。因此，能够基于磁粘弹性体的电阻值来对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷进行检测。另外，具有导电性的磁性粒子根据磁场施加机构施加的磁场的强度而相互形成磁耦合，因此能够使磁粘弹性体的弹性模量及电阻值发生变化。传感器装置的运算机构在对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算时，除了考虑电阻检测机构检测到的磁粘弹性体的电阻值之外，还考虑磁场施加机构施加的磁场的强度。因此，能够考虑到根据磁场而发生变化的磁粘弹性体的弹性模量，并根据磁粘弹性体的电阻值来对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。

另外，在上述的发明中，优选所述电阻检测机构具有一对电极(8、9)，所述一对电极以与第一方向正交且夹着所述磁粘弹性体的方式配置，通过向所述一对电极间通电来取得所述磁粘弹性体的电阻，所述运算机构在所述电阻向减小方向发生变化时，判断为所述磁粘弹性体在沿着所述第一方向的压缩方向上发生变形，在所述电阻向增加方向发生变化时，判断为所述磁粘弹性体在沿着所述第一方向的拉伸方向上发生变形、或所述磁粘弹性体在沿着与所述第一方向正交的平面的剪切方向上发生变形。

根据该结构，传感器装置能够检测施加的载荷的方向。在磁粘弹性体沿着第一方向而发生压缩变形时，具有导电性的磁性粒子沿着第一方向相互接近，并相互接触而形成导电路径，因此磁粘弹性体的电阻降低。另一方面，在磁粘弹性体沿着第一方向而发生拉伸变形时，具有导电性的磁性粒子沿着第一方向相互分离，导电路径伸长或被切断，因此磁粘弹性体的电阻增加。另外，在磁粘弹性体沿着与第一方向正交的剪切方向发生变形时，具有导电性的磁性粒子沿着第一方向相互分离，导电路径伸长或被切断，因此磁粘弹性体的电阻增加。这样，根据载荷的方向而使电阻的增减不同，因此传感器装置能够基于电阻检测机构检测的电阻值来检测变形方向及载荷的方向。

另外，在上述的发明中，优选所述传感器装置还具有限制所述磁粘弹性体向所述剪切方向的变形的限制构件(51)。

根据该结构，由于不会产生磁粘弹性体向剪切方向的变形，因此在磁粘弹性体的电阻增加时，能够判断为磁粘弹性体在沿着第一方向的拉伸方向上发生变形。

另外，在上述的发明中，优选所述传感器装置还具有在所述磁粘弹性体内配置的磁场检测机构(61)，所述磁场施加机构以使从该磁场施加机构出来的磁力线沿着所述第一方向的方式配置，所述运算机构基于所述磁场检测机构的检测值和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的向与所述第一方向正交的方向的剪切变形进行检测。

根据该结构，在施加有向剪切方向的载荷时，磁粘弹性体发生变形而磁场检测机构向剪切方向进行移动，因此磁场检测机构与磁场施加机构的相对位置向剪切方向偏移，检测的磁场的强度发生变化。因此，能够基于磁场检测机构的检测值来判断施加于传感器装置1的载荷是否为向剪切方向的载荷。

另外，在上述的发明中，优选所述磁场施加机构施加的磁场越强，所述运算机构与所述电阻检测机构的检测值对应而运算出的所述载荷的值越增大。

根据该结构，能够根据磁场施加机构施加的磁场的强度及电阻检测机构的检测值来对施加于磁粘弹性体的载荷进行运算。磁场施加机构施加的磁场的强度越大，磁粘弹性体的弹性模量越变高，相对于载荷的磁粘弹性体的变形量越变小。因此，磁场施加机构施加的磁场越强，与电阻检测机构的检测值对应而运算出的载荷的值越增大，由此能够对载荷进行适当地运算。

另外，在上述的发明中，优选所述电阻检测机构的检测值的变化量越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

根据该结构，电阻检测机构检测的电阻值的变化量越大，磁粘弹性体的变形量越大，因此增强磁场施加机构施加的磁场，从而能够提高磁粘弹性体的弹性模量，抑制磁粘弹性体的变形，并扩大检测范围。

另外，在上述的发明中，优选由所述运算机构运算出的所述磁粘弹性体的变形量或变形速度越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

根据该结构，磁粘弹性体的变形量越大，越增强磁场施加机构施加的磁场，由此能够提高磁粘弹性体的弹性模量，抑制磁粘弹性体的变形，并扩大检测范围。

另外，在上述的发明中，优选所述磁粘弹性体夹设在第一构件(31)与第二构件(32)之间，该传感器装置基于由所述运算机构运算出的施加于所述磁粘弹性体的载荷、或所述磁粘弹性体的振动频率，来控制所述磁场施加机构，使所述磁粘弹性体的弹性模量发生变化，并使在所述第一构件与所述第二构件之间传递的载荷或振动发生变化。

根据该结构，传感器装置测定在第一构件与第二构件之间传递的载荷、振动等，并且使磁粘弹性体的弹性模量发生变化，由此能够作为抑制振动、载荷的致动器而发挥功能。即，传感器装置构成为兼具作为传感器的功能和作为致动器的功能的装置。

另外，在上述的发明中，优选所述磁场施加机构是电磁铁(5、6)。

根据该结构，能够以简单的结构构成传感器装置。

本发明的另一方面的特征在于，具有：磁粘弹性体(102)，其在内部分散有磁性粒子(115)，且根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化；磁场施加机构(105、106)，其向所述磁粘弹性体施加磁场，并且能够变更施加的磁场的强度；磁场检测机构(107)，其被支承于所述磁粘弹性体，且对应于所述磁粘弹性体的变形而相对于所述磁场施加机构的相对位置发生变化；以及运算机构(110)，其基于所述磁场检测机构检测到的磁场的强度和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的变形状态及施加于所述磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。在此，磁粘弹性体的变形状态是指包括磁粘弹性体的变形量、变形速度、振动频率等的变形状态。

根据该结构，能够提供根据磁场施加机构施加的磁场的强度来变更检测范围及检测精度的传感器装置。传感器装置的运算机构在对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算时，除了考虑磁场检测机构检测到的磁场的强度之外，还考虑磁场施加机构施加的磁场的强度。因此，即便使磁场施加机构为了使磁粘弹性体的弹性模量发生变化而使施加的磁场的强度发生变化，也能够根据磁场检测机构检测到的磁场的强度，除去磁场施加机构所带来的影响而对磁粘弹性体的变形状态及施加于磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。

另外，在上述的发明中，优选所述磁场施加机构施加的磁场越强，所述运算机构与所述磁场检测机构的检测值对应而运算出的所述载荷的值越增大。

根据该结构，能够根据磁场施加机构施加的磁场的强度及磁场检测机构的检测值来对施加于磁粘弹性体的载荷进行运算。磁场施加机构施加的磁场的强度越大，磁粘弹性体的弹性模量越变高，相对于载荷的磁粘弹性体的变形量越变小，因此磁场施加机构施加的磁场越强，与磁场检测机构的检测值对应而运算出的载荷的值越增大，由此能够对载荷进行适当地运算。

另外，在上述的发明中，优选所述磁场检测机构检测到的磁场的强度的变化量越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

根据该结构，磁场检测机构检测到的磁场的强度的变化量越大，磁粘弹性体的变形量越大，因此增强磁场施加机构施加的磁场，从而能够提高磁粘弹性体的弹性模量，抑制磁粘弹性体的变形，并扩大检测范围。

另外，在上述的发明中，优选由所述运算机构运算出的所述磁粘弹性体的变形量的大小或变形速度越大，越增大所述磁场施加机构施加的磁场的强度。

根据该结构，磁粘弹性体的变形量或变形速度越大，越增强磁场施加机构施加的磁场，由此能够提高磁粘弹性体的弹性模量，抑制磁粘弹性体的变形，并扩大检测范围。

另外，在上述的发明中，优选所述磁粘弹性体夹设在第一构件(131)与第二构件(132)之间，所述运算机构基于由该运算机构运算出的施加于所述磁粘弹性体的载荷、所述磁粘弹性体的变形量及变化速度中的至少一个，来控制所述磁场施加机构，使所述磁粘弹性体的弹性模量发生变化，并使在所述第一构件与所述第二构件之间传递的载荷或振动发生变化。

根据该结构，传感器装置测定在第一构件及第二构件之间传递的载荷、振动等，并且使磁粘弹性体的弹性模量发生变化，由此能够作为抑制振动、载荷的致动器而发挥功能。即，传感器装置构成为兼具作为传感器的功能和作为致动器的功能的装置。

另外，在上述的发明中，优选所述磁场施加机构是电磁铁(105、106)，所述磁场检测机构是被支承于所述磁粘弹性体内的霍尔元件(107)。

根据该结构，能够以简单的结构构成传感器装置。

另外，在上述的发明中，所述传感器装置还具有非磁性构件(151)，该非磁性构件(151)配置在所述电磁铁与所述霍尔元件之间的所述磁粘弹性体内，来阻碍从所述电磁铁朝向所述霍尔元件的磁力线的至少一部分，对应于所述磁粘弹性体的变形而所述非磁性构件与所述霍尔元件的相对位置发生变化。

根据该结构，由于非磁性构件以阻碍从电磁铁朝向霍尔元件的磁力线的至少一部分的方式配置，因此在磁粘弹性体发生变化时，非磁性构件与霍尔元件的相对位置发生变化，非磁性构件覆盖霍尔元件的面积发生变化。因此，在磁粘弹性体发生变化时，霍尔元件检测的磁场的变化量变大，传感器装置的检测精度提高。

发明效果

根据以上的结构，在利用了粘弹性体的变形的传感器装置中，能够使检测范围及检测精度可变。

附图说明

图1是表示第一实施方式的传感器装置的结构图。

图2是表示在第一实施方式的传感器装置上施加有载荷的状态的图。

图3是表示第一实施方式的传感器装置中的施加磁场、载荷及变形量的关系的曲线图。

图4是表示第一实施方式的传感器装置中的变形量及电阻的关系的曲线图。

图5是表示第二实施方式的传感器装置的结构图。

图6是表示第三实施方式的传感器装置的结构图。

图7是表示第四实施方式的传感器装置的结构图。

图8是表示第五实施方式的传感器装置的结构图。

图9是表示在第五实施方式的传感器装置上施加有载荷的状态的图。

图10是表示第六实施方式的传感器装置的结构图。

图11是表示第七实施方式的传感器装置的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的传感器装置的实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的传感器装置的结构图，图2是表示在第一实施方式的传感器装置上施加有载荷的状态的图。如图1及图2所示，传感器装置1具有：磁粘弹性体2；以夹持磁粘弹性体2的方式设置的第一电极板8及第二电极板9；在第一电极板8的外表面侧设置的第一板3；在第二电极板9的外表面侧设置的第二板4；在第一板3及第二板4上分别设置的作为磁场施加机构的第一电磁铁5及第二电磁铁6；以及控制装置10。

磁粘弹性体2具有：作为基体的具有粘弹性的基质弹性体14；以及在基质弹性体14内分散的磁性粒子15。基质弹性体14可以是例如乙烯-丙烯橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶等在室温下具有粘弹性的公知的高分子材料。另外，磁粘弹性体2优选由电阻率高的材料形成，且优选为电绝缘性。基质弹性体14具有规定的中心轴线A，在一侧的外表面具有与轴线A正交的第一主面17，且在与第一主面17相反的一侧具有与第一主面17平行地形成的第二主面18。基质弹性体14可以形成为任意的形状，例如可以为长方体、圆柱形。第一主面17及第二主面18是在基质弹性体14为长方体的情况下相互相反的一对外表面，在基质弹性体14为圆柱形的情况下，可以是与轴线正交的两端面。

磁性粒子15具有在磁场的作用下进行磁极化的性质，并且具有导电性，例如是由纯铁、电磁软铁、方向性硅钢、Mn-Zn铁素体、Ni-Zn铁素体、磁铁矿、钴、镍等金属、4-甲氧基亚苄基-4-乙酰氧基苯胺、三氨基苯聚合物等有机物、铁素体分散各向异性塑料等有机·无机复合体等公知的材料形成的粒子。磁性粒子15的形状没有特别地限定，例如可以是球形、针形、平板形等。磁性粒子15的粒径没有特别地限定，例如可以为0.01μm～500μm左右。

磁性粒子15在基质弹性体14内，在未施加磁场的状态下，彼此的相互作用小，在施加有磁场的状态下，通过磁相互作用而使相互作用的引力增大。例如，磁性粒子15在基质弹性体14内被分散为，在未施加磁场的状态下，接触部位少，在施加有磁场的状态下，通过磁耦合而能够使彼此的接触部位增大。另外，磁性粒子15在未施加磁场的状态下，在基质弹性体14内可以被分散成相互不接触的程度，也可以被分散成局部接触而连续。磁性粒子15相对于基质弹性体14的比例可以任意地设定，但例如以体积分率计可以为5％～60％左右。磁性粒子15相对于基质弹性体14的分散状态可以是在基质弹性体14的各部分均匀，也可以是在局部设置密度差。

第一电极板8及第二电极板9分别是板状的电极。第一电极板8的主面与磁粘弹性体2的第一主面17接合，第二电极板9的主面通过粘接等与磁粘弹性体2的第二主面18接合。由此，第一电极板8及第二电极板9以夹持磁粘弹性体2的方式配置。

第一板3及第二板4由非磁性材料形成。第一板3与第一电极板8的外表面侧接合，第二板4与第二电极板9的外表面侧接合。由此，第一板3及第二板4以对夹持磁粘弹性体2的第一电极板8及第二电极板9进行夹持的方式配置。即，沿着轴线A方向，第一板3、第一电极板8、磁粘弹性体2、第二电极板9、第二板4按照记载的顺序形成层叠结构。

第一电磁铁5及第二电磁铁6分别具有铁心21、在铁心21的外周面卷绕的线圈22。各电磁铁5、6以使线圈22的轴线与第一板3及第二板4的主面正交的方式配置在第一板3及第二板4内的中央。各电磁铁5、6以使线圈22的轴线与磁粘弹性体2的轴线A一致的方式配置。在本实施方式中，第一板3及第二板4通过将树脂成形而成，各电磁铁5、6在成形各板3、4时镶嵌于各板3、4的内部，从而埋入各板3、4内。在其他实施方式中，还可以将各板3、4形成为中空的箱状，之后将各电磁铁5、6配置在箱内。与各电磁铁5、6的线圈22连接的配线从各板3、4向外部引出。

通过向各电磁铁5、6通电而产生磁场，从而在磁粘弹性体2上施加有磁场。磁场以磁力线(参照图1中的虚线)从第一板3的第一电磁铁5朝向第二板4的第二电磁铁6的方式生成。从各电磁铁5、6产生的磁场(施加磁场Bi)根据在各电磁铁中流过的电流Ii而发生变化，电流越大，磁场(磁通密度)越大。

当通过向各电磁铁5、6通电而在磁粘弹性体2上施加有磁场时，根据磁场的强度而磁性粒子15进行极化，从而形成磁耦合。磁性粒子15通过例如连锁地耦合而形成网眼结构等，从而使磁粘弹性体2的弹性模量比基质弹性体14单独的弹性模量(刚性)增大。施加于磁粘弹性体2的磁场越强，磁性粒子15间的磁耦合越增大，从而磁粘弹性体2的弹性模量越增大。由各电磁铁5、6向磁粘弹性体2施加的磁场(施加磁场Bi)越强，即向各电磁铁5、6供给的电流(Ii)越大，磁粘弹性体2的弹性模量越增大，从而磁粘弹性体2相对于载荷F越难以变形。

另外，当在磁粘弹性体2上施加有磁场时，根据磁场的强度而磁性粒子15形成磁耦合，从而形成网眼结构(链状结构)。由该磁性粒子15形成的网眼结构成为导电路径，因此磁粘弹性体2的电阻R降低。施加磁场Bi越强，越促进磁性粒子15产生的磁耦合，磁粘弹性体2的电阻R越降低。

传感器装置1中，第一板3被固定于基台31，第二板4被固定于测定对象体32。传感器装置1检测从测定对象体32对第二板输入有朝向剪切方向(沿着与轴线A正交的平面的方向)的载荷F时(参照图2)的、载荷F的大小、磁粘弹性体2的变形量X。另外，检测与载荷F的大小、变形量X相关的载荷F的大小的变化速度(变化率)、磁粘弹性体2的变形速度V、磁粘弹性体2的振动频率。

控制装置10构成为微处理器、集成有ROM、RAM等的LSI设备、组装电子设备。控制装置10与各电磁铁5、6及各电极板8、9连接。控制装置10向各电磁铁5、6供给电力，通过使供给的电流Ii发生变化，来使各电磁铁5、6产生的磁场的强度(磁通密度)发生变化。控制装置10向各电磁铁5、6供给的电流Ii的大小可以设定为多个阶段，也可以连续地设定。在本实施方式中，控制装置10能够将电流Ii变更为小、中、大这3个阶段，根据这些电流，各电磁铁5、6产生的磁场(施加磁场Bi)的强度变更为弱、中、强这3个阶段。控制装置10在能够使向各电磁铁5、6供给的电流Ii连续变化的情况下，优选根据向各电磁铁5、6供给的电流Ii来运算各电磁铁5、6产生的磁场(施加磁场Bi)。

控制装置10向由第一电极板8、磁粘弹性体2、第二电极板9构成的电路供给电力。另外，控制装置10具备对第一电极板8与第二电极板9之间的电阻进行测定的作为电阻检测机构的电阻检测电路35。电阻检测电路35对第一电极板8与第二电极板9之间的电阻、即磁粘弹性体2的电阻R进行测定。

另外，控制装置10基于电阻R和施加磁场Bi并参照规定的映射，对磁粘弹性体2的变形量X、施加于磁粘弹性体2的载荷F、在磁粘弹性体2上产生的振动频率ν进行运算。需要说明的是，控制装置10在磁粘弹性体2的变形量等的运算时，也可以取代施加磁场Bi而使用与施加磁场Bi对应的向各电磁铁5、6供给的电流Ii。

图3是表示第一实施方式的传感器装置1的施加磁场、载荷及变形量的关系的曲线图，且是表示与施加磁场Bi对应的、磁粘弹性体2的变形量X相对于载荷F的关系的曲线图。当施加磁场Bi发生变化时，磁性粒子15的磁耦合的程度发生变化，因此磁粘弹性体2的弹性模量发生变化。当施加磁场Bi变强时，磁性粒子15的磁耦合增大，因此磁粘弹性体2的弹性模量变大。因而，如图3所示，随着施加磁场Bi变强，相对于规定的载荷F的磁粘弹性体2的变形量X变小。因此，施加磁场Bi越弱，磁粘弹性体2越容易在较小的载荷F下到达变形极限值X1。在此，变形极限值X1是指，当变形量X超过该值而变大时，变形量X相对于载荷F的线性变得不成立的值。优选传感器装置1在磁粘弹性体2的变形量X处于变形极限值X1以内的范围内进行动作。

图4是表示第一实施方式的传感器装置中的变形量与电阻的关系的曲线图。如图4所示，磁粘弹性体2将未产生变形时的电阻R作为初始电阻Ri(Ri1、Ri2、Ri3，虽然在后面进行叙述，但初始电阻Ri根据施加磁场Bi而发生变化)。磁粘弹性体2在沿着轴线A的方向上进行压缩变形时，分散于内部的磁性粒子15彼此相互接近而形成导电路径，因此电阻R比初始电阻Ri降低。向压缩方向变形的变形量X越大，磁性粒子15彼此进一步相互接近而形成更多的网眼结构、链状结构的导电路径，因此电阻R进一步降低。另一方面，磁粘弹性体2在沿着轴线A的方向上发生拉伸变形时，分散于内部的磁性粒子15彼此相互分离而使导电路径伸长或被切断，因此电阻R比初始电阻Ri增加。同样，磁粘弹性体2在沿着与轴线A正交的平面的剪切方向上发生变形时，分散于内部的磁性粒子15也彼此相互分离而使导电路径伸长或被切断，因此电阻R比初始电阻Ri增加。向拉伸方向变形的变形量X及向剪切方向变形的变形量X越大，磁性粒子15彼此进一步相互分离而使导电路径被切断，因此电阻R进一步增加。这样，从磁粘弹性体2的变形量X为0的初始状态起，当电阻R比初始电阻Ri降低时，可以判断为产生沿着轴线A的压缩变形(即，施加有压缩载荷)，当电阻R比初始电阻Ri增加时，可以判断为产生沿着轴线A的拉伸变形(即，施加有拉伸载荷)、或在剪切方向上产生变形(即，施加有剪切载荷)。

另外，磁性粒子15在施加磁场Bi的作用下被沿轴线A方向取向，形成沿轴线A方向延伸的导电路径，因此磁粘弹性体2的电阻减小。施加磁场Bi越大，磁性粒子15越被沿轴线A方向进一步取向，从而进一步形成导电路径，因此磁粘弹性体2的电阻进一步减小。通过该施加磁场Bi使磁粘弹性体2的电阻减小的作用与施加于磁粘弹性体2的载荷F的方向无关地产生。初始电阻Ri根据施加磁场Bi而发生变化，将施加磁场Bi弱时的初始电阻设为Ri1，将施加磁场Bi为中时的初始电阻设为Ri2，将施加磁场Bi强时的初始电阻设为Ri3。

在此，电阻R除了根据磁粘弹性体2的变形量X而发生变化之外，还根据各电磁铁5、6产生的施加磁场Bi的强度而发生变化，因此当基于电阻R来对磁粘弹性体2的变形量X进行运算时，需要考虑施加磁场Bi的强度。因此，在对磁粘弹性体2的变形量X进行运算时，需要基于电阻R及施加磁场Bi进行运算。在本实施方式中，由于施加磁场Bi能够在弱、中、强这3个阶段变更，因此关于这3个阶段，控制装置10具有预先确定电阻R与磁粘弹性体2的变形量X的关系的变形量映射。控制装置10基于施加磁场Bi和电阻R并参照变形量映射，来对磁粘弹性体2的变形量X进行运算。变形量映射优选设定为，例如与向轴线A方向的压缩变形对应，电阻R越比初期值降低，越使变形量X变大，并且设定为，与向轴线A方向的拉伸变形及向剪切方向的变形对应，电阻R越比初期值增加，越使变形量X变大。

如图3所示，施加于磁粘弹性体2的载荷F与磁粘弹性体2的变形量X和施加磁场Bi的强度相关。在本实施方式中，施加磁场Bi能够在弱、中、强这3个阶段设定，因此关于该3种模式，控制装置10具有预先确定磁粘弹性体2的变形量X与施加于磁粘弹性体2的载荷F的关系的载荷映射。控制装置10基于施加磁场Bi和磁粘弹性体2的变形量X并参照载荷映射，来对施加于磁粘弹性体2的载荷F进行运算。载荷映射优选设定为，例如变形量X越变大，载荷F越增加，施加磁场Bi越变大，基于变形量X得到的载荷F越变大。

控制装置10对以上那样运算出的变形量X进行微分，由此能够获得磁粘弹性体2的变形速度V，且基于变形速度V而能够获得磁粘弹性体2的振动频率ν。另外，控制装置10基于载荷F能够获得载荷F的变化速度、载荷F的振动频率。

另外，控制装置10基于磁粘弹性体2的变形量X来调整施加磁场Bi。例如，控制装置10在变形量X大的情况下，使向各电磁铁5、6供给的电流Ii增大，使施加磁场Bi增强，从而使磁粘弹性体2的弹性模量增大。由此，变形量X难以达到变形极限值X1，能够测定更大的载荷F。即，传感器装置1的检测范围(测定范围)变宽。另外，控制装置10在变形量X小的情况下，减弱施加磁场Bi而使磁粘弹性体2的弹性模量降低。由此，在载荷F小的情况下，磁粘弹性体2也更大地变形，因此相对于载荷F的检测磁场Bd的变化量变大，检测精度(灵敏度)提高。这样，传感器装置1能够与磁粘弹性体2的变形量X及施加的载荷F对应而使检测范围及检测灵敏度发生变化。

传感器装置1的检测范围及检测灵敏度的调整可以取代磁粘弹性体2的变形量X而基于磁粘弹性体2的变形速度V、电阻R的变化量或变化速度来进行。优选磁粘弹性体2的变形速度V越大、或电阻R的变化量(变化速度)越大，越增强施加磁场Bi而使磁粘弹性体2的弹性模量增大。

以上那样构成的传感器装置1基于运算出的载荷F、根据载荷F的变化速度运算出的振动频率ν，来使磁粘弹性体2的弹性模量发生变化，由此能够作为减轻测定对象体32的振动的致动器来发挥功能。例如，通过使磁粘弹性体2的弹性模量发生变化，由此使由基台31、传感器装置1、测定对象体32构成的振动***的弹簧常数发生变化，从而使振动***的固有振动频率发生变化，由此能够减轻振动***的振动。此时，优选传感器装置1基于传感器装置1检测到的振动频率ν，来使磁粘弹性体2的弹性模量向使振动频率ν降低的方向变化。

以上那样构成的传感器装置1具有作为传感器的功能和作为致动器的功能。通常，致动器和传感器由独立的要素构成，但磁粘弹性体2及各电磁铁5、6在传感器及致动器中作为共用的要素来使用，因此能够削减传感器装置1的部件件数，并且能够紧凑地构成传感器装置1。

另外，传感器装置1具有磁粘弹性体2作为主要的要素，因此适合向以往将粘弹性体作为缓冲件(减振器)来使用的部位的装入及置换。

以上那样构成的传感器装置1例如能够作为在车辆的车身骨架与内燃机之间夹设的发动机装配件、在悬架臂与支承车轮的转向节之间夹设的衬套来适用。例如，优选在基台31上适用车身骨架、悬架臂，在测定对象体32上适用内燃机、转向节。在将传感器装置1构成为发动机装配件的情况下，优选传感器装置1检测内燃机的振动，并使磁粘弹性体2的弹性模量发生变化，来抑制内燃机的振动。在将传感器装置1适用于筒状的衬套的情况下，可以将磁粘弹性体2形成为筒状，将第一板3形成为筒状而在磁粘弹性体2的外周面上作为外筒来配置，并将第二板4形成为筒状而在磁粘弹性体2的内周面上作为内筒来配置。

(第二实施方式)

图5是表示第二实施方式的传感器装置50的结构图。第二实施方式的传感器装置50与第一实施方式的传感器装置1的不同之处在于，还具有限动件51，其他结构相同。关于以下的第二实施方式的传感器装置50，对与第一实施方式的传感器装置1相同的结构标注相同的符号并省略说明。

如图5所示，传感器装置1在第一板3的侧部具有限动件51。限动件51与第一板3的侧部接合，与轴线A平行地延伸，且与第二板4的侧部滑动接触。由此，第二板4能够相对于第一板3在轴线A方向上位移，另一方面，向沿着与轴线A正交的平面的剪切方向的位移被限制。

根据该结构，传感器装置1向剪切方向的变形被限制，因此在电阻R比初始电阻Ri大的情况下，能够判断为磁粘弹性体2在拉伸方向上发生变形(在拉伸方向上施加有载荷F)。即，通过将磁粘弹性体2的变形方向限制为压缩方向或拉伸方向，从而能够确定变形的方向。

(第三实施方式)

图6是表示第三实施方式的传感器装置60的结构图。第三实施方式的传感器装置60与第一实施方式的传感器装置1的不同之处在于，还具有作为磁检测机构的霍尔元件61，其他结构相同。关于以下的第三实施方式的传感器装置60，对与第一实施方式的传感器装置1相同的结构标注相同的符号并省略说明。

霍尔元件61是利用霍尔效应来检测磁场的公知的磁传感器。霍尔元件61是薄膜状的半导体，具有沿着主面且沿着第一方向而输入控制电流Ic用的端子，且具有沿着主面且沿着与第一方向正交的第二方向而输出输出电压Vo用的输出端子。霍尔元件61在被从与主面19大致正交的方向施加磁场时，将与磁场的磁通密度和控制电流Ic成比例的输出电压Vo从输出端子输出。

霍尔元件61以主面19与第一主面17及第二主面18平行的方式埋入磁粘弹性体2的中央部。即，霍尔元件61以使轴线A通过其主面19的方式配置。由此，霍尔元件61被支承在磁粘弹性体2内。与霍尔元件61的输入端子及输出端子连接的配线与第一主面17及第二主面18平行地延伸，且从磁粘弹性体2的侧部向外部突出。

控制装置10向霍尔元件61输出控制电流Ic，另一方面，从霍尔元件61接受输出电压Vo。控制装置10基于控制电流Ic和输出电压Vo来对施加于霍尔元件61的磁场(称作检测磁场Bd)进行运算。

霍尔元件61将与自身的位置处的磁场的强度(检测磁场Bd)对应的输出电压Vo输出。即，霍尔元件61对自身的位置处的磁场的强度进行检测。在各电磁铁5、6产生的磁场(施加磁场Bi)的强度恒定的情况下，经由第二板4而对磁粘弹性体2施加载荷F，当磁粘弹性体2发生变形时，霍尔元件61与各电磁铁5、6的相对位置发生变化，因此通过霍尔元件61的磁力线的数量发生变化，从而霍尔元件61的输出电压Vo、即霍尔元件61检测的磁场(检测磁场Bd)的强度发生变化。因此，能够基于霍尔元件61检测到的检测磁场Bd(输出电压Vo)的变化量来对磁粘弹性体2的变形量X及施加于磁粘弹性体2的载荷F进行运算。在本实施方式中，霍尔元件61以使磁粘弹性体2的轴线A通过的方式设置在中央部，且以使各电磁铁5、6(线圈22)的轴线与轴线A一致的方式设置。因此，磁粘弹性体2越在剪切方向上发生变形，霍尔元件61越从各电磁铁5、6的轴线偏移，检测磁场Bd越变小。

霍尔元件61能够对磁粘弹性体2向剪切方向的变形进行检测，因此控制装置10基于来自霍尔元件61的检测值，在磁粘弹性体2发生变形且电阻R比初始电阻Ri增加时，能够判别出该变形是向沿着轴线A的拉伸方向的变形，还是向剪切方向的变形。

在基于来自霍尔元件61的检测值而确定磁粘弹性体2的变形方向之后，与第一实施方式的传感器装置1同样，传感器装置60基于施加磁场Bi及电阻R来对磁粘弹性体2的变形量X及载荷F进行运算。需要说明的是，也可以基于检测磁场Bd及施加磁场Bi来对磁粘弹性体2向剪切方向的变形量X及载荷F进行运算。

(第四实施方式)

图7是表示第四实施方式的传感器装置70的结构图。第四实施方式的传感器装置70与第三实施方式的传感器装置60的不同之处在于，还具有非磁性构件71，其他结构相同。关于以下的第四实施方式的传感器装置70，对与上述实施方式的传感器装置1、60相同的结构标注相同的符号并省略说明。

如图7所示，第四实施方式的传感器装置70在磁粘弹性体2的内部除了具有霍尔元件61之外，还具有非磁性构件71。非磁性构件71由导磁率比磁粘弹性体2及基质弹性体14低的材料形成。非磁性构件71形成为具有与霍尔元件61的主面19同一形状的主面的板状。非磁性构件71在磁粘弹性体2内被支承于霍尔元件61与第一板3之间。非磁性构件71以其主面与轴线A正交的方式配置，且以从沿着轴线A的方向观察时外缘与霍尔元件61的外缘大体一致的方式配置。由此，在磁粘弹性体2未发生变形的初始状态下，在轴线A方向上，霍尔元件61与非磁性构件71重叠，且在轴线A方向上，霍尔元件61与第一板3的各电磁铁5、6的对置面积为0或变得微小。因此，各电磁铁5、6产生的磁力线被非磁性构件71阻碍(参照图7中的虚线)，从而难以通过霍尔元件61。即，在磁粘弹性体2未发生变形的初始状态下，霍尔元件61检测出的检测磁场Bd变小。

以上那样构成的第四实施方式的传感器装置70中，当磁粘弹性体2在剪切方向上发生了变形时，霍尔元件61与非磁性构件71的相对位置在剪切方向上发生偏移，霍尔元件61在轴线A方向上与各电磁铁5、6对置的部分增大。由此，通过霍尔元件61的磁力线以比较陡峭的倾斜度增加，从而霍尔元件61能够检测出磁场的变化。这样，通过将非磁性构件71夹在各电磁铁5、6与霍尔元件61之间，当磁粘弹性体2发生了变形时，能够增大霍尔元件61检测出的磁场的变化。即，传感器装置1能够更高精度(高灵敏度)地检测磁粘弹性体2的变形。

(第五实施方式)

图8是表示第五实施方式的传感器装置的结构图，图9是表示在第五实施方式的传感器装置上施加有载荷的状态的图。如图8及图9所示，传感器装置101具有：磁粘弹性体102；以夹持磁粘弹性体102的方式设置的第一板103及第二板104；在第一板103及第二板104上分别设置的作为磁场施加机构的第一电磁铁105及第二电磁铁106；被支承于磁粘弹性体102内的作为磁场检测机构的霍尔元件107；以及控制装置110。

磁粘弹性体102具有：作为基体的具有粘弹性的基质弹性体114；以及在基质弹性体114内分散的磁性粒子115。基质弹性体114可以是例如乙烯-丙烯橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶等在室温下具有粘弹性的公知的高分子材料。基质弹性体114具有规定的中心轴线A，在一侧的外表面具有与轴线A正交的第一主面117，在与第一主面117相反的一侧具有与第一主面117平行地形成的第二主面118。基质弹性体114可以形成为任意的形状，例如可以是长方体、圆柱形。第一主面117及第二主面118在基质弹性体114为长方体的情况下是相互相反的一对外表面，在基质弹性体114为圆柱形的情况下，也可以为与轴线正交的两端面。

磁性粒子115具有在磁场的作用下进行磁极化的性质，例如是由纯铁、电磁软铁、方向性硅钢、Mn-Zn铁素体、Ni-Zn铁素体、磁铁矿、钴、镍等金属、4-甲氧基亚苄基-4-乙酰氧基苯胺、三氨基苯聚合物等有机物、铁素体分散各向异性塑料等有机·无机复合体等公知的材料形成的粒子。磁性粒子115的形状没有特别地限定，例如可以是球形、针形、平板形等。磁性粒子115的粒径没有特别地限定，例如可以为0.01μm～500μm左右。

磁性粒子115在基质弹性体114内，在未施加磁场的状态下，彼此的相互作用小，在施加有磁场的状态下，通过磁相互作用而使相互作用的引力增大。例如，磁性粒子115在基质弹性体114内被分散为，在未施加磁场的状态下，接触部位少，在施加有磁场的状态下，通过磁耦合而能够使彼此的接触部位增大。另外，磁性粒子115在未施加磁场的状态下，在基质弹性体114内可以被分散成相互不接触的程度，也可以被分散成局部接触而连续。磁性粒子115相对于基质弹性体114的比例可以任意地设定，但例如以体积分率计可以为5％～60％左右。磁性粒子115相对于基质弹性体114的分散状态可以是在基质弹性体114的各部分均匀，也可以是在局部设置密度差。

霍尔元件107是利用霍尔效应来检测磁场的公知的磁传感器。霍尔元件107是薄膜状的半导体，具有沿着主面且沿着第一方向而输入控制电流Ic用的端子，且具有沿着主面且沿着与第一方向正交的第二方向而输出输出电压Vo用的输出端子。霍尔元件107在被从与主面119大致正交的方向施加磁场时，将与磁场的磁通密度和控制电流Ic成比例的输出电压Vo从输出端子输出。

霍尔元件107以主面119与第一主面117及第二主面118平行的方式埋入磁粘弹性体102的中央部。即，霍尔元件107以使轴线A通过其主面119的方式配置。由此，霍尔元件107被支承于磁粘弹性体102内。与霍尔元件107的输入端子及输出端子连接的配线与第一主面117及第二主面118平行地延伸，且从磁粘弹性体102的侧部向外部突出。

第一板103及第二板104由非磁性材形成，通过粘接等与磁粘弹性体102的第一主面117及第二主面118接合。第一电磁铁105及第二电磁铁106分别具有铁心121和在铁心121的外周面卷绕的线圈122。各电磁铁105、106以使线圈122的轴线与第一板103及第二板104的主面正交的方式配置在第一板103及第二板104内的中央。各电磁铁105、106以使线圈122的轴线与磁粘弹性体102的轴线A一致的方式配置。在本实施方式中，第一板103及第二板104通过将树脂成形而成，各电磁铁105、106在成形各板103、104时***到各板103、104的内部，从而埋入各板103、104内。在其他实施方式中，也可以将各板103、104形成为中空的箱状，之后将各电磁铁105、106配置在箱内。与各电磁铁105、106的线圈122连接的配线从各板103、104向外部引出。

通过向各电磁铁105、106通电而产生磁场，从而在磁粘弹性体102上施加有磁场。磁场以磁力线(参照图8中的虚线)从第一板103的第一电磁铁105朝向第二板104的第二电磁铁106的方式生成。从各电磁铁105、106产生的磁场(施加磁场Bi)根据在各电磁铁中流过的电流Ii而发生变化，电流越大，磁场(磁通密度)越大。

当通过向各电磁铁105、106通电而在磁粘弹性体102上施加有磁场时，根据磁场的强度而磁性粒子115进行极化，从而形成磁耦合。磁性粒子115通过例如连锁地耦合而形成网眼结构等，从而使磁粘弹性体102的弹性模量比基质弹性体114单独的弹性模量(刚性)增大。施加于磁粘弹性体102的磁场越强，磁性粒子115间的磁耦合越增大，磁粘弹性体102的弹性模量越增大。通过各电磁铁105、106向磁粘弹性体102施加的磁场(施加磁场Bi)越强，即向各电磁铁105、106供给的电流(Ii)越大，磁粘弹性体102的弹性模量越增大，磁粘弹性体102相对于载荷F越难以变形。

传感器装置101中，第一板103被固定于基台131，第二板104被固定于测定对象体132。传感器装置101检测从测定对象体132对第二板104输入有朝向剪切方向(沿着与轴线A正交的平面的方向)的载荷F时(参照图9)的、载荷F的大小、磁粘弹性体102的变形量X。另外，检测与载荷F的大小、变形量X相关的载荷F的大小的变化速度(变化率)、磁粘弹性体102的变形速度V、磁粘弹性体102的振动频率。

控制装置110构成为微处理器、集成有ROM、RAM等的LSI设备、组装电子设备。控制装置110与各电磁铁105、106及霍尔元件107连接。控制装置110向各电磁铁105、106供给电力，通过使供给的电流Ii发生变化，来使各电磁铁105、106产生的磁场的强度(磁通密度)发生变化。控制装置110向各电磁铁105、106供给的电流Ii的大小可以设定成多个阶段，也可以连续地设定。在本实施方式中，控制装置110能够将电流Ii变更为小、中、大这3个阶段，根据这些电流，各电磁铁105、106产生的磁场(施加磁场Bi)的强度变更为弱、中、强这3个阶段。控制装置110在能够使向各电磁铁105、106供给的电流Ii连续变化的情况下，优选根据向各电磁铁105、106供给的电流Ii来对各电磁铁105、106产生的磁场(施加磁场Bi)进行运算。

控制装置110向霍尔元件107输出控制电流Ic，另一方面，从霍尔元件107接受输出电压Vo。控制装置110基于控制电流Ic和输出电压Vo来对施加于霍尔元件107的磁场(称作检测磁场Bd)进行运算。

另外，控制装置110基于检测磁场Bd和施加磁场Bi并参照规定的映射，来对磁粘弹性体102的变形量X、施加于磁粘弹性体102的载荷F、在磁粘弹性体102中产生的振动频率ν进行运算。需要说明的是，控制装置110在磁粘弹性体102的变形量等的运算时，也可以取代检测磁场Bd而使用与检测磁场Bd对应的霍尔元件107的控制电流Ic及输出电压Vo，还可以取代施加磁场Bi而使用与施加磁场Bi对应的向各电磁铁105、106供给的电流Ii。

第五实施方式的传感器装置101的施加磁场、载荷及变形量的关系由图3表示。当施加磁场Bi发生变化时，磁性粒子115的磁耦合的程度发生变化，因此磁粘弹性体102的弹性模量发生变化。当施加磁场Bi变强时，磁性粒子115的磁耦合增大，因此磁粘弹性体102的弹性模量变大。因此，如图3所示，随着施加磁场Bi变强，相对于规定的载荷F的磁粘弹性体102的变形量X变小。因此，施加磁场Bi越弱，磁粘弹性体102越容易在较小的载荷F下达到变形极限值X1。在此，变形极限值X1是指，当变形量X超过该值而变大时，变形量X相对于载荷F的线性变得不成立的值。优选传感器装置101在磁粘弹性体102的变形量X处于变形极限值X1以内的范围内进行动作。也可以设置限制第一板103及第二板104的规定量以上的相对移动的限动件，来将磁粘弹性体102的变形量X限制为变形极限值X1以下。

霍尔元件107将与自身的位置处的磁场的强度(检测磁场Bd)对应的输出电压Vo输出。即，霍尔元件107对自身的位置处的磁场的强度进行检测。在各电磁铁105、106产生的磁场(施加磁场Bi)的强度为恒定的情况下，经由第二板104而在磁粘弹性体102上施加有载荷F，当磁粘弹性体102发生变形时，霍尔元件107与各电磁铁105、106的相对位置发生变化，因此通过霍尔元件107的磁力线的数量发生变化，霍尔元件107的输出电压Vo、即霍尔元件107检测的磁场(检测磁场Bd)的强度发生变化。因此，能够基于霍尔元件107检测到的检测磁场Bd(输出电压Vo)的变化量来对磁粘弹性体102的变形量X及施加于磁粘弹性体102的载荷F进行运算。在本实施方式中，霍尔元件107以使磁粘弹性体102的轴线A通过的方式设置在中央部，且以使各电磁铁105、106(线圈122)的轴线与轴线A一致的方式设置。因此，磁粘弹性体102在剪切方向上越发生变形，霍尔元件107越从各电磁铁105、106的轴线偏移，检测磁场Bd越变小。

在此，检测磁场Bd除了根据磁粘弹性体102的变形量X而发生变化之外，还根据各电磁铁105、106产生的施加磁场Bi的强度而发生变化，因此在基于检测磁场Bd来对磁粘弹性体102的变形量X进行运算时，需要考虑施加磁场Bi的强度。因此，在对磁粘弹性体102的变形量X进行运算时，需要基于检测磁场Bd及施加磁场Bi来进行运算。在本实施方式中，施加磁场Bi能够在弱、中、强这3个阶段变更，因此关于这3个阶段，控制装置110具有预先确定检测磁场Bd与磁粘弹性体102的变形量X的关系的变形量映射。控制装置110基于施加磁场Bi和检测磁场Bd并参照变形量映射，来对磁粘弹性体102的变形量X进行运算。优选变形量映射被确定为，例如检测磁场Bd越变小，变形量X越增加，施加磁场Bi越变大，基于检测磁场Bd得到的变形量X越变大。

如图3所示，施加于磁粘弹性体102的载荷F与磁粘弹性体102的变形量X和施加磁场Bi的强度相关。在本实施方式中，施加磁场Bi能够在弱、中、强这3个阶段设定，因此关于该3个模式，控制装置110具有预先确定磁粘弹性体102的变形量X与施加于磁粘弹性体102的载荷F的关系的载荷映射。控制装置110基于施加磁场Bi和磁粘弹性体102的变形量X并参照载荷映射，来对施加于磁粘弹性体102的载荷F进行运算。优选载荷映射被确定为，例如变形量X越变大，载荷F越增加，施加磁场Bi越变大，基于变形量X得到的载荷F越变大。

控制装置110通过对以上那样运算出的变形量X进行微分，从而能够获得磁粘弹性体102的变形速度V，且能够基于变形速度V而获得磁粘弹性体102的振动频率ν。另外，控制装置110能够基于载荷F而获得载荷F的变化速度、载荷F的振动频率。

另外，控制装置110基于磁粘弹性体102的变形量X来调整施加磁场Bi。例如，控制装置110在变形量X大的情况下，使向各电磁铁105、106供给的电流Ii增大，从而使施加磁场Bi增强，使磁粘弹性体102的弹性模量增大。由此，变形量X难以达到变形极限值X1，能够测定更大的载荷F。即，传感器装置101的检测范围(测定范围)变宽。另外，控制装置110在变形量X小的情况下，减弱施加磁场Bi而使磁粘弹性体102的弹性模量降低。由此，在载荷F小的情况下，磁粘弹性体102也更大地发生变形，相对于载荷F的检测磁场Bd的变化量变大，从而检测精度(灵敏度)提高。这样，传感器装置101能够与磁粘弹性体102的变形量X及施加的载荷F对应地使检测范围及检测灵敏度发生变化。

传感器装置101的检测范围及检测灵敏度的调整也可以取代磁粘弹性体102的变形量X而基于磁粘弹性体102的变形速度V、检测磁场Bd的变化量或变化速度来进行。磁粘弹性体102的变形速度V越大、或检测磁场Bd的变化量(变化速度)越大，越增强施加磁场Bi而使磁粘弹性体102的弹性模量增大。

以上那样构成的传感器装置101基于运算出的载荷F、根据载荷F的变化速度运算出的振动频率ν，来使磁粘弹性体102的弹性模量发生变化，由此能够作为减轻测定对象体132的振动的致动器而发挥功能。例如，通过使磁粘弹性体102的弹性模量发生变化，由此能够使由基台131、传感器装置101、测定对象体132构成的振动***的弹簧常数发生变化，从而使振动***的固有振动频率发生变化，由此能够减轻振动***的振动。此时，优选传感器装置101基于传感器装置101检测到的振动频率ν而使磁粘弹性体102的弹性模量向使振动频率ν降低的方向变化。

以上那样构成的传感器装置101具有作为传感器的功能和作为致动器的功能。通常，致动器和传感器由独立的要素构成，但磁粘弹性体102及各电磁铁105、106在传感器及致动器中作为共用的要素来使用，因此能够削减传感器装置101的部件件数，并且能够紧凑地构成传感器装置101。

另外，传感器装置101具有磁粘弹性体102作为主要要素，因此适合向以往将粘弹性体作为缓冲件(减振器)来使用的部位的装入及置换。

以上那样构成的传感器装置101例如能够作为在车辆的车身骨架与内燃机之间夹设的发动机装配件、在悬架臂与支承车轮的转向节之间夹设的衬套来适用。例如，优选在基台131上适用车身骨架、悬架臂，在测定对象体132上适用内燃机、转向节。在将传感器装置101构成为发动机装配件的情况下，优选传感器装置101检测内燃机的振动，并使磁粘弹性体102的弹性模量发生变化，来抑制内燃机的振动。在将传感器装置101适用于筒状的衬套的情况下，可以将磁粘弹性体102形成为筒状，将第一板103形成为筒状而在磁粘弹性体102的外周面上作为外筒来配置，并将第二板104形成为筒状而在磁粘弹性体102的内周面上作为内筒来配置。

(第六实施方式)

图10是表示第六实施方式的传感器装置150的结构图。第六实施方式的传感器装置150与第五实施方式的传感器装置101的不同之处在于，还具有非磁性构件151，其他结构相同。关于以下的第六实施方式的传感器装置150，对与第五实施方式的传感器装置101相同的结构标注相同的符号并省略说明。

如图10所示，第六实施方式的传感器装置150在磁粘弹性体102的内部除了具有霍尔元件107之外，还具有非磁性构件151。非磁性构件151由导磁率比磁粘弹性体102及基质弹性体114低的材料形成。非磁性构件151形成为具有与霍尔元件107的主面119相同的形状的主面的板状。非磁性构件151在磁粘弹性体102内被支承于霍尔元件107与第一板103之间。非磁性构件151以其主面与轴线A正交的方式配置，且以从沿着轴线A的方向观察时外缘与霍尔元件107的外缘大体一致的方式配置。由此，在磁粘弹性体102未发生变形的初始状态下，在轴线A方向上，霍尔元件107与非磁性构件151重叠，且在轴线A方向上，霍尔元件107与第一板103的各电磁铁105、106的对置面积为0或变得微小。因此，各电磁铁105、106产生的磁力线被非磁性构件151阻碍(参照图11中的虚线)，从而难以通过霍尔元件107。即，在磁粘弹性体102未发生变形的初始状态下，霍尔元件107检测的检测磁场Bd变小。

以上那样构成的第六实施方式的传感器装置101中，当磁粘弹性体102在剪切方向上发生变形时，霍尔元件107与非磁性构件151的相对位置在剪切方向上发生偏移，霍尔元件107在轴线A方向上与各电磁铁105、106对置的部分增大。由此，通过霍尔元件107的磁力线以比较陡峭的倾斜度增加，从而霍尔元件107能够检测出磁场的变化。这样，通过将非磁性构件151夹在各电磁铁105、106与霍尔元件107之间，从而在磁粘弹性体102发生变形时，能够增大霍尔元件107检测的磁场的变化。即，传感器装置101能够更高精度(高灵敏度)地检测磁粘弹性体102的变形。

(第七实施方式)

图11是表示第七实施方式的传感器装置160的结构图。第七实施方式的传感器装置160与第五实施方式的传感器装置101的不同之处在于，省略了第二板104及包含于第二板104的第二电磁铁106，其他结构相同。关于以下的第七实施方式的传感器装置160，对与第五实施方式的传感器装置101相同的结构标注相同的符号并省略说明。

如图11所示，第七实施方式的传感器装置160省略了第二板104及第二板104内的第二电磁铁106，传感器装置101的载荷输入部成为磁粘弹性体102。由此，传感器装置101构成为具有柔软的(具有挠性的)载荷输入部的压敏传感器。

第七实施方式的传感器装置101适合于向人利用手指等进行操作的按钮、机器人等的臂的作用部(指尖等)的适用。

以上完成了具体的实施方式的说明，但本发明并不局限于上述实施方式，能够广泛地加以变形实施。例如，在第一～第三、第五实施方式中，也可以省略第一电磁铁105及第二电磁铁106中的一方。另外，在上述的实施方式中，作为磁场施加机构而使用了各电磁铁5、6、105、106，但磁场施加机构也可以使用永久磁铁。在该情况下，为了使施加于磁粘弹性体2、102的磁场的强度发生变化，优选设置使永久磁铁与磁粘弹性体2、102的相对位置发生变化的磁铁位置可变机构。

符号说明：

1、50、60、70、101、150、160…传感器装置，2、102…磁粘弹性体，3、103…第一板，4、104…第二板，5、105…第一电磁铁(磁场施加机构)，6、106…第二电磁铁(磁场施加机构)，8…第一电极板，9…第二电极板，10、110…控制装置(运算机构)，14、114…基质弹性体，15、115…磁性粒子，31、131…基台，32、132…测定对象体，35…电阻检测电路，51…限动件，61、107…霍尔元件(磁检测机构)，71…非磁性构件，151…非磁性构件，A…轴线。

Claims (16)

1.一种传感器装置，其特征在于，具有：

磁粘弹性体，其在内部分散有导电性的磁性粒子，根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化，并且伴随变形而使规定的方向上的电阻值发生变化；

磁场施加机构，其向所述磁粘弹性体施加磁场，并且能够变更施加的磁场的强度；

电阻检测机构，其对所述磁粘弹性体的电阻进行检测；以及

运算机构，其基于所述电阻检测机构的检测值和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的变形状态及施加于所述磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。

2.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述电阻检测机构具有一对电极，所述一对电极以与第一方向正交且夹着所述磁粘弹性体的方式配置，通过向所述一对电极间通电来取得所述磁粘弹性体的电阻，

所述运算机构在所述电阻向减小方向发生变化时，判断为所述磁粘弹性体在沿着所述第一方向的压缩方向上发生变形，在所述电阻向增加方向发生变化时，判断为所述磁粘弹性体在沿着所述第一方向的拉伸方向上发生变形、或所述磁粘弹性体在沿着与所述第一方向正交的平面的剪切方向上发生变形。

3.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，

所述传感器装置还具有限制所述磁粘弹性体向所述剪切方向的变形的限制构件。

4.根据权利要求2所述的传感器装置，其特征在于，

所述传感器装置还具有在所述磁粘弹性体内配置的磁场检测机构，

所述磁场施加机构以使从该磁场施加机构出来的磁力线沿着所述第一方向的方式配置，

所述运算机构基于所述磁场检测机构的检测值和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的向与所述第一方向正交的方向的剪切变形进行检测。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁场施加机构施加的磁场越强，所述运算机构与所述电阻检测机构的检测值对应而运算出的所述载荷的值越增大。

6.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述电阻检测机构的检测值的变化量越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

7.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

由所述运算机构运算出的所述磁粘弹性体的变形量或变形速度越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

8.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁粘弹性体夹设在第一构件与第二构件之间，

该传感器装置基于由所述运算机构运算出的施加于所述磁粘弹性体的载荷、或所述磁粘弹性体的振动频率，来控制所述磁场施加机构，使所述磁粘弹性体的弹性模量发生变化，并使在所述第一构件与所述第二构件之间传递的载荷或振动发生变化。

9.根据权利要求1所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁场施加机构是电磁铁。

10.一种传感器装置，其特征在于，具有：

磁粘弹性体，其在内部分散有磁性粒子，且根据施加的磁场的强度而使弹性模量发生变化；

磁场施加机构，其向所述磁粘弹性体施加磁场，并且能够变更施加的磁场的强度；

磁场检测机构，其被支承于所述磁粘弹性体，且对应于所述磁粘弹性体的变形而相对于所述磁场施加机构的相对位置发生变化；以及

运算机构，其基于所述磁场检测机构检测到的磁场的强度和所述磁场施加机构施加的磁场的强度，来对所述磁粘弹性体的变形状态及施加于所述磁粘弹性体的载荷中的至少一个进行运算。

11.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁场施加机构施加的磁场越强，所述运算机构与所述磁场检测机构的检测值对应而运算出的所述载荷的值越增大。

12.根据权利要求10或11所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁场检测机构检测到的磁场的强度的变化量越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

13.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，

由所述运算机构运算出的所述磁粘弹性体的变形量或变形速度越大，越增强所述磁场施加机构施加的磁场。

14.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁粘弹性体夹设在第一构件与第二构件之间，

所述运算机构基于由该运算机构运算出的施加于所述磁粘弹性体的载荷、所述磁粘弹性体的变形量及变形速度中的至少一个，来控制所述磁场施加机构，使所述磁粘弹性体的弹性模量发生变化，并使在所述第一构件与所述第二构件之间传递的载荷或振动发生变化。

15.根据权利要求10所述的传感器装置，其特征在于，

所述磁场施加机构足电磁铁，所述磁场检测机构是被支承于所述磁粘弹性体内的霍尔元件。

16.根据权利要求15所述的传感器装置，其特征在于，

所述传感器装置还具有非磁性构件，该非磁性构件配置在所述电磁铁与所述霍尔元件之间的所述磁粘弹性体内，来阻碍从所述电磁铁朝向所述霍尔元件的磁力线的至少一部分，对应于所述磁粘弹性体的变形而所述非磁性构件与所述霍尔元件的相对位置发生变化。