JP2004361569A

JP2004361569A - 可動式ピンアレイの製造方法および可動式ピンアレイ

Info

Publication number: JP2004361569A
Application number: JP2003158186A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Sato; 茂美佐藤; Akira Kubota; 晃窪田; Kenichi Miyazawa; 健一宮沢; Satoshi Kinoshita; 悟志木下
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】容易かつ確実にピンを高密度に配置し得る可動式ピンアレイの製造方法および可動式ピンアレイを提供することにある。
【解決手段】本発明の可動式ピンアレイの製造方法は、複数のピン３と、前記各ピン３を可動自在に支持するガイド部２とを有する可動式ピンアレイ１の製造方法であって、溶解可能な複数の犠牲ピンを設ける第１の工程と、前記各犠牲ピンを取り囲むようにガイド部２の母材を形成する第２の工程と、前記母材を、前記各犠牲ピンを含む所定形状に加工する第３の工程と、前記各犠牲ピンをそれぞれ溶解して除去し、複数の通路２１を形成する第４の工程とを備え、複数の通路２１を有するガイド部２を形成するガイド部形成工程と、前記ガイド部形成工程で形成した前記ガイド部２の各通路２１にそれぞれピン３を可動自在に取り付けるピン取付け工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動式ピンアレイの製造方法および可動式ピンアレイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、触覚情報を提示（表示）する触覚ディスプレイに用いられる可動式ピンアレイの一例として、所定の間隔ごとに互いに平行をなすように設けられる複数のピンと、これらの複数のピンを駆動させる駆動機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この場合、複数のピンは、表板に設けた貫通孔内に挿着されることにより上下方向に可動自在に支持され、各ピンは上下方向に移動することにより先端が表板の表面から出没するようになっている。
【０００３】
また、駆動機構は、表板の下方に設けられる上プレートと下プレートとの間で保持されるステッピングモータ、ステッピングモータのシャフトの回転運動を直線運動に変換する直線移動機構等から構成されている。
直線移動機構は、ステッピングモータのシャフトの先端部に螺設される雄ネジと、雄ネジと相互に螺合するピンの内面に螺設される雌ネジと、ピンを上下方向に移動可能に支持する表板の下面側に設けられる案内棒とから構成されている。
【０００４】
そして、ステッピングモータを駆動させてシャフトを回転させることにより、シャフトの雄ネジのピンの雌ネジに対する相対的な螺合位置が変化してピンが上方または下方に移動し、ピンの先端が表板の表面から出没する。このようにして、複数のピンの先端により、触角情報として所定の凹凸パターンが提示され、この凹凸パターンを手指で触れることにより、所定の情報を認識することができる。
【０００５】
しかしながら、上記のような構成の従来の可動式ピンアレイにあっては、表板に設けた貫通孔内にピンを挿着することによりピンを上下方向に可動自在に支持し、ピンの内面に螺設した雌ネジとステッピングモータのシャフトに螺設した雄ネジとを相互に螺合させることにより、ステッピングモータの回転運動を直線運動に変換してピンを上下方向に可動させ、ピンがシャフトに対して回転するのを防止するために表板の下面側に案内棒を設けているため、各ピンを支持する部分の構造が複雑になってしまい、加工、組立てに手間がかかり、製造コストが高くなってしまう。
また、構造上、ピンを細く、隣接するピン間のピッチを狭くすることが困難である（ピンを高密度に配置することが困難である）。このため、微細な凹凸パターンを提示することができないという欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−４４２８９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容易かつ確実にピンを高密度に配置し得る可動式ピンアレイの製造方法および可動式ピンアレイを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法は、複数のピンと、前記各ピンを可動自在に支持するガイド部とを有する可動式ピンアレイの製造方法であって、
溶解可能な複数の犠牲ピンを設ける第１の工程と、
前記各犠牲ピンを取り囲むようにガイド部の母材を形成する第２の工程と、
前記母材を、前記各犠牲ピンを含む所定形状に加工する第３の工程と、
前記各犠牲ピンをそれぞれ溶解して除去し、複数の通路を形成する第４の工程とを備え、複数の通路を有するガイド部を形成するガイド部形成工程と、
前記ガイド部形成工程で形成した前記ガイド部の各通路にそれぞれピンを可動自在に取り付けるピン取付け工程とを有することを特徴とする。
これにより、ガイド部を容易に精度良く形成することができ、また、加工、組立てを容易にすることができ、また、製造コストを低減することができ、安価なものを提供することができる。
【０００９】
また、ガイド部の通路を細く、隣接する通路間のピッチを狭くすることができ（通路を高密度に配置することができ）、ピンを細く、隣接するピン間のピッチを狭くすることができる（ピンを高密度に配置することができる）。これにより、本発明の可動式ピンアレイを、触覚情報を提示（表示）する触覚ディスプレイ（触覚ディスプレイの表示部）に適用した場合において、微細な凹凸パターンを提示することができる。
【００１０】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記第１の工程において、少なくとも１つの平面を有し、溶解可能な基台の該平面上に、前記各犠牲ピンをそれぞれ設けるのが好ましい。
これにより、犠牲ピンを容易に所定の配列に設けることができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各犠牲ピンをそれぞれ前記平面に対して略垂直に設けるのが好ましい。
これにより、前記基台を溶解して除去することによって、前記基台の平面に対応する平面と、この平面に対して略垂直な複数の通路とを有するガイド部を形成することができる。
【００１１】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記基台は、板状をなしているのが好ましい。
これにより、例えば、基台に各犠牲ピンを設ける作業や、前記母材を所定形状に加工する作業を容易に行うことができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記第３の工程において、前記基台の前記各犠牲ピンが設けられた前記平面が残るように加工するのが好ましい。これにより、前記基台を溶解して除去することによって、前記基台の平面に対応する平面を有するガイド部を形成することができる。
【００１２】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記第４の工程において、前記基台を溶解して除去するのが好ましい。
これにより、前記基台の平面に対応する平面を有するガイド部を形成することができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記基台と前記各犠牲ピンとが同種の材料で形成されるのが好ましい。
これにより、前記基台と前記各犠牲ピンとを、共通の溶解剤（例えば、強酸、有機溶剤等）を用いて同一工程で（同時に）溶解して除去することができる。
【００１３】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各犠牲ピンは、それぞれ、金属で形成されるのが好ましい。
これにより、強度の高い犠牲ピンが得られ、ガイド部の各通路をさらに精度良く形成することができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各犠牲ピンは、それぞれ、樹脂で形成されるのが好ましい。
これにより、任意の形状の犠牲ピンを容易かつ迅速に形成することができ、また、コストを低減することができる。
【００１４】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記第２の工程において、前記母材を金属で形成するのが好ましい。
これにより、例えば、メッキ法、特に電解メッキ法等を用いることによって、容易、迅速かつ確実に、母材を形成することができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記第２の工程において、メッキ法により前記母材を形成するのが好ましい。
これにより、容易、迅速かつ確実に、母材を形成することができる。
【００１５】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記メッキ法は、電解メッキ法であるのが好ましい。
これにより、容易、迅速かつ確実に、母材を形成することができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各犠牲ピンとして、それぞれ、側面に凸部を有するものを用い、前記第４の工程において、前記各犠牲ピンを溶解して除去し、前記各通路の内面に、それぞれ、前記凸部に対応する凹部を形成するのが好ましい。
【００１６】
これにより、ピンの側面と通路の内面（壁面）との真空吸着を防止（または抑制）することができ、ピンの可動（移動）を円滑に行うことができる。
また、前記凹部を、例えば、潤滑油等の潤滑剤を貯留する貯留部として利用することができる。すなわち、凹部に、例えば、潤滑油等の潤滑剤を供給し、貯留しておくことにより、ピンの可動をより円滑に行うことができ、また、その潤滑効果が長期間得られ、これによりピンの安定した動作が長期的に得られる。
【００１７】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記凹部を前記通路に沿って複数形成するのが好ましい。
これにより、ピンの側面と通路の内面（壁面）との真空吸着をより確実に防止（または抑制）することができ、ピンの可動をより円滑に行うことができる。
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、潤滑剤を前記凹部に貯留するのが好ましい。
これにより、ピンの可動をより円滑に行うことができ、また、その潤滑効果が長期間得られ、これによってピンの安定した動作が長期的に得られる。
【００１８】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各ピンは、それぞれ、前記通路に可動自在に挿着されるピン本体と、前記ガイド部の両端から突出する前記ピン本体の両端部にそれぞれ設けられ、前記通路よりも大きい頭部とを有するのが好ましい。
これにより、ガイド部からピンが脱落するのが防止され、ピンの安定した動作が長期的に得られることになる。
【００１９】
本発明の可動式ピンアレイの製造方法では、前記各ピンの両頭部は、それぞれ、筒状をなし、該頭部に前記ピン本体が挿入されるのが好ましい。
これにより、ガイド部へのピンの挿着を容易かつ確実に行うことができる。
本発明の可動式ピンアレイは、複数のピンと、前記各ピンを可動自在に支持するガイド部とを有する可動式ピンアレイであって、
本発明の可動式ピンアレイの製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、ガイド部を容易に精度良く形成することができ、また、加工、組立てを容易にすることができ、また、製造コストを低減することができ、安価なものを提供することができる。
【００２０】
また、ガイド部の通路を細く、隣接する通路間のピッチを狭くすることができ（通路を高密度に配置することができ）、ピンを細く、隣接するピン間のピッチを狭くすることができる（ピンを高密度に配置することができる）。これにより、本発明の可動式ピンアレイを、触覚情報を提示（表示）する触覚ディスプレイ（触覚ディスプレイの表示部）に適用した場合において、微細な凹凸パターンを提示することができる。
【００２１】
本発明の可動式ピンアレイでは、前記各通路の内面と、前記各ピンの表面とのうちの少なくとも一方には、フッ素樹脂の膜が設けられているのが好ましい。
これにより、ガイド部のピンとの接触面の撥水性、耐食性、耐酸性、耐摩耗性等を向上させることができ、また、ピンに対する摩擦が低減され、様々な使用環境において優れた耐久性を発揮することができるとともに、ピンをより円滑に可動（移動）させることができる。
【００２２】
本発明の可動式ピンアレイでは、前記各通路の内面にそれぞれ凹部が形成されるのが好ましい。
これにより、ピンの側面と通路の内面（壁面）との真空吸着を防止（または抑制）することができ、ピンの可動（移動）を円滑に行うことができる。
また、前記凹部を、例えば、潤滑油等の潤滑剤を貯留する貯留部として利用することができる。すなわち、凹部に、例えば、潤滑油等の潤滑剤を供給し、貯留しておくことにより、ピンの可動をより円滑に行うことができ、また、その潤滑効果が長期間得られ、これによりピンの安定した動作が長期的に得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可動式ピンアレイの製造方法および可動式ピンアレイを添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
ここで、以下の実施形態では、本発明の可動式ピンアレイを、触覚情報を提示（表示）する触覚ディスプレイ（触覚ディスプレイの表示部）に適用した場合について説明するが、本発明の可動式ピンアレイの用途は、これに限定されるものではない。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の可動式ピンアレイの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す可動式ピンアレイのガイド部を示す斜視図、図３は、図１に示す可動式ピンアレイのピンを示す側面図である。
これらの図に示す可動式ピンアレイ１は、触覚情報を提示する触覚ディスプレイに用いられるものであって、触覚情報を提示（表示）する複数の触知素子として、複数のピン３と、複数のピン３を可動（移動）自在に支持するガイド部（ガイド手段）２とを備えている。
【００２５】
図１および図２に示すように、ガイド部２の外形（全体形状）は、本実施形態では、四角柱形状（直方体形状）をなしており、このガイド部２には、図１および図２中、上下方向に貫通した複数の通路（孔部）２１が設けられている。
本実施形態では、各通路２１の形状は、それぞれ、円柱状をなしており（各通路２１の横断面形状は、それぞれ、円形状をなしており）、各通路２１は、それぞれ、同一内径に形成されている。また、本実施形態では、各通路２１は、互いに平行になるように設けられている。また、本実施形態では、図２中、左右方向に、直線状に等間隔で形成された通路２１の列が、複数列形成されており、隣り合う列の通路２１は、図２中、左右方向に、互いに、半ピッチずれている。
【００２６】
このガイド部２は、各通路２１内に、それぞれ後述するピン３のピン本体３１が可動（移動）自在に挿着（設置）されるようになっており、各ピン３の移動方向をそれぞれ規制するガイドとして機能する。すなわち、ガイド部２は、各ピン３を、それぞれ、その長手方向（軸方向）にのみ移動し得るように支持する。
このガイド部２（後述するガイド部２の母材７）は、例えば、電鋳（電解メッキ法）等のメッキ法を用いて形成される。これにより、微細な通路２１を、容易に、精度良く、高密度に形成することができる。
【００２７】
また、ガイド部２の各通路２１の内周面（ピン３との接触面）には、それぞれ、フッ素樹脂の膜が設けられているのが好ましい。フッ素樹脂の膜を形成する方法は各種あり、特に限定されないが、Ｎｉ−Ｐメッキ（電解メッキ、無電解メッキの両方可能）にＰＴＦＥ（ポリ４フッ化エチレン）を共析メッキさせる方法が好ましい。これにより、ガイド部２のピン３との接触面の撥水性、耐食性、耐酸性、耐摩耗性等を向上させることができ、また、ピン３に対する摩擦が低減され、様々な使用環境において優れた耐久性を発揮することができるとともに、ピン３をより円滑に可動させることができる。
【００２８】
ここで、前記フッ素樹脂の膜を設ける箇所を、前記通路２１の内周面に代えて、ガイド部２の各通路２１の内周面と接触する後述する各ピン３の表面（外面）、すなわち、各通路２１の内周面と接触する各ピン本体３１の表面としてもよく、また、通路２１の内周面とピン３（ピン本体３１）の表面の両方としてもよい。
【００２９】
ガイド部２（母材７）の構成材料としては、例えば、各種金属、各種樹脂、各種セラミックス等を用いることができるが、これらのうちでは、各種金属を用いるのが好ましい。各種金属を用いることにより、ガイド部２を、メッキ法、特に電鋳（電解メッキ法）等により形成することができる。
前記金属としては、特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、または、これらのうちの少なくとも１つを含む合金（例えば、ステンレス鋼等）等が挙げられるが、これらのうちでは、ニッケルまたはニッケルを含む合金が好ましい。
【００３０】
図１および図３に示すように、各ピン３は、それぞれ、ガイド部２によって可動自在に支持されるピン本体（シャフト部）３１と、ガイド部２の両端から突出するピン本体３１の両端部にそれぞれ設けられる頭部３２ａ、３２ｂとで構成されており、これらのピン３の一方の頭部（触知部）３２ａによって所定の凹凸パターン（触覚情報）が提示される。
【００３１】
各ピン本体３１は、それぞれ、本実施形態では、横断面での形状が円形状をなす棒状体であって、同一長さ、同一外径（直径）に形成されている。
各ピン本体３１の構成材料としては、それぞれ、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の各種金属、各種樹脂、各種セラミックス等を用いることができる。
【００３２】
前記ガイド部２の厚さ（ピン３の長手方向におけるガイド部２の長さ）は、ピン本体３１の両端部がガイド部２の図１中、上下方向の両端から所定量突出するように設定されており、ガイド部２の両端から突出する各ピン本体３１の両端部には、それぞれ頭部３２ａ、３２ｂが一体に設けられている。
頭部３２ａは、触覚情報の提示側（表示面側）に配置され、ユーザーに対して触覚情報を提示する（ユーザーにより触れられる）触知部を構成する。一方、頭部３２ｂは、前記と反対側（内部側）に配置される。
【００３３】
各頭部３２ａ、３２ｂは、それぞれ、本実施形態では、円筒状（筒状）をなし、同一長さ、同一内径、同一外径に形成され、各ピン３の全長が同一となるように各ピン本体３１の両端部に挿入された状態で固着手段により固着されている。各頭部３２ａ、３２ｂの構成材料としては、それぞれ、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の各種金属、各種樹脂、各種セラミックス等を用いることができる。
【００３４】
固着手段としては、例えば、嵌合、接着剤（接着）、ろう材（ろう付け）等や、これらのうちの任意の２以上の組合せが挙げられる。嵌合の場合には、ピン本体３１と頭部３２ａ、３２ｂとの嵌め合いをきつくして、ピン３の可動時に頭部３２ａ、３２ｂがピン本体３１から抜けないようにする。また、接着剤またはろう付けの場合には、例えば、ピン本体３１と頭部３２ａ、３２ｂとの嵌め合いを緩くする。
【００３５】
接着剤としては、ピン本体３１、頭部３２ａ、３２ｂの材質に応じたものを選択して使用すればよく、例えば、ゴム系、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系等の接着剤が挙げられる。また、ろう付け用のろう材としては、ピン本体３１、頭部３２ａ、３２ｂの材質に応じたものを選択して使用すればよく、ピン本体３１、頭部３２ａ、３２ｂよりも低融点の金属、例えば、銅、ニッケル、金、銀等が挙げられる。
【００３６】
各頭部３２ａ、３２ｂは、それぞれ、その外径（直径）が、各通路２１の内径（直径）よりも大きく、かつ隣接する通路２１、２１間のピッチよりも小さく形成されている。これにより各頭部３２ａ、３２ｂが、ストッパーとして機能し、各ピン３がガイド部２から脱落するのが防止されるとともに、各ピン３の可動時に隣接する頭部３２ａ、３２ａ同士、隣接する３２ｂ、３２ｂ同士が互いに接触するのが防止される。
【００３７】
この可動式ピンアレイ１の各ピン３は、それぞれ、例えば、駆動機構（図示せず）に連結され、駆動機構の駆動によりその長手方向（図１中上下方向）に変位（移動）し、長手方向の所定の位置に保持（位置決め）されるようになっている。これにより、凹凸パターンによる触覚情報が複数のピン３の頭部３２ａによって提示（表示）され、この凹凸パターンを手指で触れることにより、所定の情報を認識することができる。
前記駆動機構としては、特に限定されず、例えば、ＡＣモータ、ＤＣモータ、ステッピングモータ（パルスモータ）等の小型モータと小型モータの回転を直線運動に変換する変換機構とを組み合わせたアクチュエータ、固定子と移動子とを組み合わせたリニア駆動素子等を用いることができる。
【００３８】
次に、上記のように構成した可動式ピンアレイ１の製造方法について説明する。
図４〜図１６には、それぞれ、本発明の可動式ピンアレイの製造方法の第１実施形態が示されている。
図４〜図１１には、それぞれ、ガイド部形成工程が示されており、図４は、ガイド部形成工程において用いる基板および犠牲ピン（組み立て途中）の構成例を示す斜視図、図５は、図４中のＡ−Ａ線での断面図、図６は、ガイド部形成工程において用いる基板および犠牲ピン（組み立て後）の構成例を示す斜視図、図７〜図１１は、それぞれ、図４中のＡ−Ａ線での断面に対応する図である。
【００３９】
また、図１２〜図１６には、それぞれ、ピン取付け工程が示されており、図１２は、ピン本体の一端部に頭部を取り付ける手順を説明するための図、図１３は、ピン本体の一端部に頭部を取り付けた状態を示す図、図１４は、ガイド部の通路にピン本体を挿通させる手順を説明するための図、図１５は、ガイド部の通路から突出させたピン本体の他端部に頭部を取り付ける手順を説明するための図、図１６は、ガイド部の通路にピンを取り付けた状態を示す図である。
【００４０】
この可動式ピンアレイ１の製造方法は、複数のピン３を可動自在に支持するガイド部２を形成（製造）するガイド部形成工程と、複数のピン３をガイド部２に取り付けるピン取付け工程とを備えている。
ガイド部形成工程は、電鋳（電解メッキ法）により、複数の通路２１を有する金属製のガイド部２を形成する工程であって、下記の手順に従う。
このガイド部形成工程では、所定の溶解剤（溶解手段）により溶解可能な図４〜図６に示す型６を用いる。
【００４１】
この型６は、所定の溶解剤により溶解可能な基板（板状の基台）４と、所定の溶解剤により溶解可能な複数の犠牲ピン５とで構成されている。
基板４の平面視での外形（図４中上側から見たときの外形）は、略四角形をなしており、また、基板４の図４中上側の面４２は、平滑（平坦）な平面をなしている。
【００４２】
基板４の面４２には、複数の凹部（有底の穴）４１が、それぞれ、面４２に対して略垂直に設けられている。これらの凹部４１は、それぞれ、ガイド部２の各通路２１に対応するように形成されている。すなわち、凹部４１は、平面視での形状、数、配列（配置）が、それぞれ、ガイド部２の通路２１と同一となるように形成されている。
【００４３】
また、各凹部４１の内径（直径）は、それぞれ、各犠牲ピン５の外径（直径）より若干小さく設定されている。これにより、犠牲ピン５を凹部４１内に挿入し、凹部４１に嵌合させた場合において、犠牲ピン５と凹部４１との嵌め合いがきつくなり、凹部４１から犠牲ピン５が抜けてしまうのを防止することができ、また、凹部４１と犠牲ピン５との間に隙間が生じてしまうのを防止することができる。
【００４４】
一方、各犠牲ピン５の外形（平面視での外形）は、それぞれ、ガイド部２の各通路２１の形状（平面視での形状）と同一の形状をなしている。また、各犠牲ピン５の長さは、それぞれ、各通路２１の長さよりも少し長く設定されている。
図４および図５に示すように、前記基板４の各凹部４１内には、それぞれ、前記各犠牲ピン５が打ち込まれる（挿入、嵌合される）。これにより、図６に示すように、基板４の面４２に対し、複数の犠牲ピン５がそれぞれ略垂直に立設された型６が得られる。この型６の各犠牲ピン５は、それぞれ、ガイド部２の各通路２１に対応し、その数および配列（配置）は、ガイド部２の通路２１と同じになる。
【００４５】
基板４、各犠牲ピン５の構成材料としては、それぞれ、例えば、各種金属、各種樹脂等を用いることができ、後述する母材７（ガイド部２）の材質に応じたものを選択して使用する。
その具体例としては、例えば、基板４、各犠牲ピン５の構成材料として真鍮（Ｃｕ−Ｚｎ系合金）、母材７の構成材料としてニッケルの組み合わせと、基板４、各犠牲ピン５の構成材料としてアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、母材７の構成材料としてニッケルの組み合わせ等が挙げられる。なお、この２つの組み合わせに限定されないことは、言うまでもない。
【００４６】
ここで、基板４の構成材料と、各犠牲ピン５の構成材料とは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
但し、基板４と各犠牲ピン５とが同種の材料で形成されるのが好ましい。これにより、後述する第４の工程において、基板４と各犠牲ピン５、すなわち、型６全体を、共通の溶解剤を用いて同一工程で（同時に）溶解して除去することができる。
同種の材料とは、組成が同一のものの他、例えば、略同様の化学的特性や物理的特性を有するもの等も含まれる。その同種の材料の具体例としては、例えば、添加元素の種類や含有量が異なる真鍮等が挙げられる。
【００４７】
以下、第１の工程〜第４の工程を有するガイド部形成工程を説明する。
＜第１の工程＞
第１の工程では、図４および図５に示すように、基板４の各凹部４１内に、それぞれ、各犠牲ピン５を打ち込む（挿入、嵌合する）。これにより、図６に示すように、基板４の面４２に対し、複数の犠牲ピン５がそれぞれ略垂直に立設された型６が得られる。
【００４８】
また、型６が樹脂で形成されている場合には、型６の表面に、導電性を有する膜（導電膜）、例えば、金属製の膜（金属膜）を形成する。この導電膜は、後述する電解メッキにおいて、電極（メッキ用の電極）として機能する。
前記導電膜は、例えば、無電解メッキ法や、低温蒸着法等により形成することができる。なお、導電膜の形成は、型６を組み立てた後にその型６に対して行ってもよく、また、組み立て前の基板４や各犠牲ピン５に対して行ってもよい。
【００４９】
＜第２の工程＞
第２の工程では、電解メッキ（電気メッキ）法により、型６に、金属製のガイド部２の母材７を形成する。
すなわち、図７に示すように、所定のメッキ液が貯留（収容）されているメッキ槽８内に型６をセットし、その型６に対し、電解メッキ（電気メッキ）を施す。これにより、図８に示すように、型６に対してガイド部２の母材７が形成される。この母材７は、型６の基板４および各犠牲ピン５をそれぞれ取り囲むように形成される。
次いで、前記型６および母材７で構成された一体化物９をメッキ槽８内から取り出す。
【００５０】
＜第３の工程＞
第３の工程では、一体化物９（母材７）を、基板４の平面４２が含まれ（残り）、かつ、各犠牲ピン５が含まれる所定形状に加工する。
すなわち、図９に示すように、一体化物９（一体化物９の６面）に対し、例えば、研削加工等を施し、直線ａで表される面（位置）、直線ｂ１で表される面、直線ｂ２で表される面、直線ｃで表される面および図示しない他の２面まで研削（除去）する。これにより、図１０に示す一体化物９が得られる。
前記研削の順序としては、一体化物９の６面のうち、最初が図９中上側の面（直線ａで表される面）、最後が図９中下側の面（直線ｃで表される面）であるのが好ましい。
【００５１】
＜第４の工程＞
第４の工程では、図１１に示すように、溶解剤により、一体化物９から型６（基板４および各犠牲ピン５）を溶解して除去する。これにより、ガイド部２の各通路２１および面２３がそれぞれ形成される。すなわち、複数の通路２１を有するガイド部２が形成される。
【００５２】
ここで、前述したように、基板４の面４２は、平滑な平面をなしているので、その面４２に密着（対向）していたガイド部２の面２３は、面４２に相当する平滑な平面をなす。
従って、ガイド部２の面２３を、触覚情報の提示側（表示面側）とすることにより、好適な触覚ディスプレイ（触覚ディスプレイの表示部）を実現することができる。
【００５３】
用いる溶解剤としては、特に限定されず、母材７、基板４、犠牲ピン５の材質に応じたものを選択して使用する。すなわち、母材７、基板４、犠牲ピン５のうち、基板４、犠牲ピン５のみを選択的に溶解するもの、換言すれば、基板４、犠牲ピン５を溶解し、かつ、母材７を溶解しないか、または、母材７を溶解しても、その度合いが、基板４、犠牲ピン５に対して（比べて）極めて小さいものを用いる。
【００５４】
例えば、基板４、犠牲ピン５のいずれか一方または両方を金属で形成した場合、その金属を溶解する溶解剤としては、例えば、強酸等が挙げられる。
強酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、フッ酸等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
また、例えば、水を混合する場合や、前記強酸を２種以上混合して用いる場合には、配合比を調整すること等により、濃度（規定度）やｐＨ（水素イオン濃度）を調整することができる。
【００５５】
また、基板４、犠牲ピン５のいずれか一方または両方を樹脂で形成した場合、その樹脂を溶解する溶解剤としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、メチルイソプロピルケトン（ＭＩＰＫ）、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，４−ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ジグリム）等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒等の有機溶媒等から選択される１種または２種以上を混合したものや、これらに、硝酸、硫酸、塩化水素、フッ化水素、リン酸等の酸性物質、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、アンモニア等のアルカリ性物質、過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ_４）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、二クロム酸カリウム（Ｋ_２Ｃｒ_２Ｏ_７）、オゾン、濃硫酸、硝酸、サラシ粉、過酸化水素、キノン類等の酸化剤、チオ硫酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_３）、硫化水素、過酸化水素、ヒドロキノン類等の還元剤を混合したもの等が挙げられる。
【００５６】
また、例えば、２種以上を混合して用いる場合には、配合比を調整すること等により、濃度やｐＨを調整することができる。
基板４、犠牲ピン５を除去する方法としては、例えば、溶解剤を噴霧する方法、液体状態の溶解剤（溶解液）に浸漬する方法、液体状態の溶解剤（溶解液）に浸漬した状態で電解する方法等が挙げられるが、この中でも特に、液体状態の溶解剤（溶解液）に浸漬する方法が好ましい。これにより、基板４、犠牲ピン５の除去をさらに容易かつ確実に行うことが可能となる。
なお、基板４、犠牲ピン５の除去を液体状態の溶解剤（溶解液）に浸漬することにより行う場合、例えば、浸漬時に、その溶解剤（溶解液）に振動（例えば、超音波振動等）を加えてもよい。これにより、基板４、犠牲ピン５の除去の効率をさらに向上させることができる。
【００５７】
ピン取付け工程は、上記ガイド部形成工程で形成したガイド部２の各通路（孔部）２１に、それぞれ、ピン本体３１と頭部３２ａ、３２ｂとで構成されたピン３を可動自在に取り付ける工程であって、下記の手順に従う。
このピン取付け工程では、まず、図１２および図１３に示すように、前述した構成のピン本体３１および頭部３２ａ、３２ｂをそれぞれ複数用意し、各ピン本体３１の一端部に、それぞれ、頭部３２ａを固着手段により固着させる。
【００５８】
次いで、図１４に示すように、この状態で各ピン本体３１を、それぞれ、ガイド部２の各通路２１内に上方から挿通させ、図１５および図１６に示すように、各通路２１の下端から突出した各ピン本体３１の他端部にそれぞれ頭部３２ｂを固着手段によりそれぞれ一体に固着させる。
前記固着手段としては、前述したように、例えば、嵌合、接着剤（接着）、ろう材（ろう付け）等や、これらのうちの任意の２以上の組合せが挙げられる。
【００５９】
このようにして、ガイド部２の各通路２１にそれぞれ各ピン３を可動自在に取り付けることにより、図１に示す可動式ピンアレイ１が製造される。
以上説明したように、この可動式ピンアレイ１およびその製造方法によれば、ガイド部２を容易に精度良く形成することができ、また、加工、組立てを容易にすることができ、また、製造コストを低減することができ、安価なものを提供することができる。
【００６０】
特に、ガイド部２の通路２１を細く、隣接する通路２１、２１間のピッチを狭くすることができ（通路２１を高密度に配置することができ）、ピン３を細く、隣接するピン３、３間のピッチを狭くすることができる（ピン３を高密度に配置することができる）。これにより、この可動式ピンアレイ１を、触覚情報を提示（表示）する触覚ディスプレイ（触覚ディスプレイの表示部）に適用した場合において、微細な凹凸パターンを提示することができる。
【００６１】
なお、本発明では、母材７の形成方法は、電解メッキ法に限らず、例えば、他のメッキ法でもよく、また、メッキ法以外の方法でもよい。
また、本発明では、ガイド部２の外形（全体形状）は、特に限定されず、ガイド部２の平面視での外形を、例えば、四角形状以外の多角形状（三角形状、五角形状、六角形状、八角形状等）、円形状、半円形状、楕円形状、半楕円形状等としてもよいし、また、この他の形状としてもよい。
また、本発明では、ガイド部２における通路２１の数や各通路２１の配列、すなわち、ピン３の数や各ピン３の配列は、図示のものに限定されない。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
図１７は、本発明の可動式ピンアレイの第２実施形態を示す部分断面図、図１８は、図１７に示す可動式ピンアレイのガイド部を示す斜視図である。
以下、第２実施形態の可動式ピンアレイ１およびその製造方法について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６３】
図１７および図１８に示すように、第２実施形態の可動式ピンアレイ１では、ガイド部２の各通路２１の内面（壁面）に、それぞれ、複数（図示例では２つ）の凹部２２が形成されている。これらの凹部２２は、各通路２１において、それぞれ、対応する通路２１に沿って（ピン３の移動方向に沿って）配置されている。通路２１の前記凹部２２の形成された部位においては、凹部２２の形成されていない部位に比べて、その内径が大きくなっている。
【００６４】
これらの凹部２２により、各ピン３のピン本体３１の側面と各通路２１の内面（壁面）との真空吸着がそれぞれ防止（または抑制）され、これにより、各ピン３がそれぞれ円滑に可動（移動）することができる。
また、各凹部２２を、それぞれ例えば、潤滑油等の潤滑剤を貯留する貯留部として利用することができる。すなわち、各凹部２２に、それぞれ、例えば、潤滑油等の潤滑剤を供給し、貯留しておくことにより、ピン３の可動をより円滑に行うことができ、また、その潤滑効果が長期間得られ、これによりピン３の安定した動作が長期的に得られる。
【００６５】
次に、上記のように構成した可動式ピンアレイ１の製造方法について説明する。なお、ピン取付け工程は、前述した第１実施形態と同様であるので、ガイド部形成工程のみを説明する。
図１９は、本発明の可動式ピンアレイの製造方法の第２実施形態にかかるガイド部形成工程において用いる犠牲ピンの構成例を示す斜視図である。
【００６６】
第２実施形態では、ガイド部形成工程において、図１９に示す複数の凸部（図示例では２つ）５１を有する犠牲ピン５を用いる。これらの凸部５１は、犠牲ピン５の軸に沿って配置されている。また、各凸部５１は、それぞれ、犠牲ピン５の外周面（側面）に、１周に渡って形成されている。従って、犠牲ピン５の前記凸部５１の形成された部位においては、凸部５１の形成されていない部位に比べて、その外径が大きくなっている。
【００６７】
これにより、各犠牲ピン５をそれぞれ溶解することによって、ガイド部２の各通路２１の内面（壁面）に、それぞれ、各凸部５１に対応する各凹部２２が形成され、複数の凹部２２が形成された複数の通路２１を有するガイド部２が得られる。
この可動式ピンアレイ１およびその製造方法によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６８】
また、凸部５１を有する犠牲ピン５を用いることにより、容易かつ確実に、ガイド部２の通路２１に凹部２２を形成することができる。
なお、本発明では、犠牲ピン５における凸部５１の数や位置、すなわち、ガイド部２の各通路２１における凹部２２の数や位置は、図示のものに限定されない。
【００６９】
以上、本発明を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可動式ピンアレイの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す可動式ピンアレイのガイド部を示す斜視図。
【図３】図１に示す可動式ピンアレイのピンを示す側面図。
【図４】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図５】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図６】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図７】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図８】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図９】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図１０】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図１１】第１実施形態におけるガイド部形成工程を説明するための図。
【図１２】第１実施形態におけるピン取付け工程を説明するための図。
【図１３】第１実施形態におけるピン取付け工程を説明するための図。
【図１４】第１実施形態におけるピン取付け工程を説明するための図。
【図１５】第１実施形態におけるピン取付け工程を説明するための図。
【図１６】第１実施形態におけるピン取付け工程を説明するための図。
【図１７】本発明の可動式ピンアレイの第２実施形態を示す部分断面図。
【図１８】図１７に示す可動式ピンアレイのガイド部を示す斜視図。
【図１９】第２実施形態で用いる犠牲ピンを示す斜視図。
【符号の説明】
１……可動式ピンアレイ２……ガイド部２１……通路２２……凹部２３……面３……ピン３１……ピン本体３２ａ、３２ｂ……頭部４……基板４１……凹部４２……面５……犠牲ピン５１……凸部６……型７……母材８……メッキ槽９……一体化物

Claims

複数のピンと、前記各ピンを可動自在に支持するガイド部とを有する可動式ピンアレイの製造方法であって、
溶解可能な複数の犠牲ピンを設ける第１の工程と、
前記各犠牲ピンを取り囲むようにガイド部の母材を形成する第２の工程と、
前記母材を、前記各犠牲ピンを含む所定形状に加工する第３の工程と、
前記各犠牲ピンをそれぞれ溶解して除去し、複数の通路を形成する第４の工程とを備え、複数の通路を有するガイド部を形成するガイド部形成工程と、
前記ガイド部形成工程で形成した前記ガイド部の各通路にそれぞれピンを可動自在に取り付けるピン取付け工程とを有することを特徴とする可動式ピンアレイの製造方法。
前記第１の工程において、少なくとも１つの平面を有し、溶解可能な基台の該平面上に、前記各犠牲ピンをそれぞれ設ける請求項１に記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各犠牲ピンをそれぞれ前記平面に対して略垂直に設ける請求項２に記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記基台は、板状をなしている請求項２または３に記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記第３の工程において、前記基台の前記各犠牲ピンが設けられた前記平面が残るように加工する請求項２ないし４のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記第４の工程において、前記基台を溶解して除去する請求項２ないし５のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記基台と前記各犠牲ピンとが同種の材料で形成される請求項２ないし６のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各犠牲ピンは、それぞれ、金属で形成される請求項１ないし７のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各犠牲ピンは、それぞれ、樹脂で形成される請求項１ないし７のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記第２の工程において、前記母材を金属で形成する請求項１ないし９のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記第２の工程において、メッキ法により前記母材を形成する請求項１ないし１０のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記メッキ法は、電解メッキ法である請求項１１に記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各犠牲ピンとして、それぞれ、側面に凸部を有するものを用い、前記第４の工程において、前記各犠牲ピンを溶解して除去し、前記各通路の内面に、それぞれ、前記凸部に対応する凹部を形成する請求項１ないし１２のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各ピンは、それぞれ、前記通路に可動自在に挿着されるピン本体と、前記ガイド部の両端から突出する前記ピン本体の両端部にそれぞれ設けられ、前記通路よりも大きい頭部とを有する請求項１ないし１３のいずれかに記載の可動式ピンアレイの製造方法。
前記各ピンの両頭部は、それぞれ、筒状をなし、該頭部に前記ピン本体が挿入される請求項１４に記載の可動式ピンアレイの製造方法。
複数のピンと、前記各ピンを可動自在に支持するガイド部とを有する可動式ピンアレイであって、
請求項１ないし１５のいずれかに記載の製造方法により製造されたことを特徴とする可動式ピンアレイ。