JP2012221860A - Actuator for moderation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主に各種電子機器の入力装置に用いられる節度用アクチュエータに関するものである。 The present invention relates to a moderation actuator mainly used for input devices of various electronic devices.
近年、携帯電話や電子カメラ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むなか、機器の操作部に薄板状のタッチパネルや回転可能な球体等の様々な入力装置を装着し、これらの押圧操作や回転操作等によって、機器の各機能の切換えを行うと共に、入力装置に節度用アクチュエータを装着し、これによって入力装置に操作感触を付加するものが増えており、良好な操作感触で、確実な操作を行えるものが求められている。 In recent years, as various electronic devices such as mobile phones and electronic cameras have become highly functional and diversified, various input devices such as a thin touch panel and a rotatable sphere are mounted on the operation unit of the device, and these presses are pressed. The function of each device is switched by operation, rotation operation, etc., and a moderation actuator is attached to the input device, which adds an operational feeling to the input device. There is a need for a device that can perform various operations.
このような従来の節度用アクチュエータや入力装置について、図5〜図8を用いて説明する。 Such conventional moderation actuators and input devices will be described with reference to FIGS.
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。 These drawings are partially enlarged in size for easy understanding of the configuration.
図6は従来の節度用アクチュエータの断面図であり、同図において、1は絶縁樹脂や金属製の固定体、2は同じく可動体で、固定体1中央部に可動体2が載置されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional moderation actuator, in which 1 is a fixed body made of insulating resin or metal, 2 is a movable body, and the
そして、3は形状記憶合金製のワイヤーで、中間部が固定体1上面と可動体2下面の間を挿通すると共に、両端には電極部3Aと3Bが設けられている。
さらに、4は略コの字状で金属線製のばねで、複数のばね4の両端が固定体1下面と可動体2上面に当接し、固定体1と可動体2を挟み込むようにして装着されて、節度用アクチュエータ5が構成されている。
Further, 4 is a substantially U-shaped metal wire spring, and both ends of the plurality of
また、図5(a)は入力装置としてのタッチパネルの断面図であり、同図において、21はフィルム状で光透過性の上基板、22はガラス等の光透過性の下基板で、上基板21の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層23が、下基板22の上面には同じく下導電層24が各々形成されている。
5A is a cross-sectional view of a touch panel as an input device. In FIG. 5, 21 is a film-like and light-transmissive upper substrate, 22 is a light-transmissive lower substrate such as glass, and the upper substrate. A light transmissive upper
そして、下導電層24上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ(図示せず)が所定間隔で形成されると共に、上導電層23の両端には一対の上電極(図示せず)が、下導電層24の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極(図示せず)が各々形成されている。
A plurality of dot spacers (not shown) are formed at a predetermined interval on the upper surface of the lower
さらに、25は上基板21と下基板22間の外周内縁に形成された略額縁状のスペーサで、このスペーサ25の上下面または片面に塗布形成された接着剤(図示せず)によって、上基板21と下基板22の外周が貼り合わされ、上導電層23と下導電層24が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。
Further,
そして、このように構成されたタッチパネルの、例えば右端に節度用アクチュエータ5が装着され、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、節度用アクチュエータ5の電極部3Aと3Bや、タッチパネルの一対の上電極と下電極が配線基板やコネクタ(図示せず)等を介して、機器の電子回路(図示せず)に電気的に接続される。 The moderation actuator 5 is mounted on the right end of the touch panel configured as described above, for example, disposed on the front surface of a display element such as a liquid crystal display element and mounted on an electronic device, and the electrode portion of the moderation actuator 5 3A and 3B and a pair of upper and lower electrodes of the touch panel are electrically connected to an electronic circuit (not shown) of the device via a wiring board, a connector (not shown), or the like.
以上の構成において、タッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、所望の表示上の上基板21上面を指やペン等で押圧操作すると、図5(b)に示すように、上基板21が撓み、押圧された箇所の上導電層23が下導電層24に接触する。
In the above configuration, when the upper surface of the
そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、上導電層23両端及びこれと直交方向の下導電層24両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。
Then, a voltage is sequentially applied from the electronic circuit to the upper electrode and the lower electrode, and the electronic circuit detects the pressed portion by the voltage ratio between both ends of the upper
つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板21上面を押圧操作すると、上電極と下電極間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。
That is, when, for example, a plurality of menus are displayed on the display element on the back surface of the touch panel, when the upper surface of the
また、この時、押圧操作が行われ、上導電層23が下導電層24に接触したことを電子回路が検出すると、節度用アクチュエータ5の電極部3Aと3Bへ、電子回路から所定の電圧電流が印加され、これによってワイヤー3が収縮する。
At this time, when the pressing operation is performed and the electronic circuit detects that the upper
このため、図7の断面図に示すように、下面にワイヤー3が当接した可動体2が、ばね4を撓めながら上方に移動し、タッチパネル右端に衝突して、タッチパネルに振動が伝わる。
Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, the
そして、この振動が上基板21上面を押圧操作した際の節度感触として、指等に伝わり、操作感触が付加されることによって、所望の押圧操作が行われたことを、触感として確認できるようになっている。
Then, this vibration is transmitted to a finger or the like as a moderation feeling when the upper surface of the
すなわち、タッチパネルを押圧操作して複数のメニューの選択等を行う際、ワイヤー3の収縮による可動体2のタッチパネルへの衝突を、タッチパネルを介して指等に伝えることによって、所望のメニューの選択等が確実に行われたことを、操作感触として確認できるように構成されているものであった。
That is, when a plurality of menus are selected by pressing the touch panel, a desired menu can be selected by transmitting a collision of the
なお、この時、可動体2からタッチパネルに加わる力は、図8の波形図に示すように、ワイヤー3の収縮によって可動体2が移動する際、可動体2がばね4を撓めながら上方へ移動するため、上方への移動距離に伴ってばね4の弾性変形する力が徐々に加わり、荷重が緩やかに増加する。
At this time, as shown in the waveform diagram of FIG. 8, the force applied from the
そして、ワイヤー3が最も収縮した時点で、荷重が最大の荷重Pとなり、この力が可動体2からタッチパネルに加わり、押圧操作時の操作感触が生じる。
Then, when the
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー3が伸張し元の状態に戻るが、この場合にも可動体2には徐々に弾性復帰するばね4の力が加わるため、荷重は緩やかに減少して図6の状態に復帰する。
In addition, when the voltage / current from the electronic circuit is interrupted, the
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
しかしながら、上記従来の節度用アクチュエータにおいては、徐々に弾性変形するばね4の力が加わった状態で、緩やかに可動体2の移動が行われ、この可動体2のタッチパネルへの衝突によって操作感触を生じさせているため、タッチパネルの操作感触が歯切れのない、節度感の劣ったものになってしまうという課題があった。
However, in the above-mentioned conventional moderation actuator, the
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and to provide a moderation actuator that can obtain a good operation feeling and can be reliably operated.
上記目的を達成するために本発明は、固定体と形状記憶合金製のワイヤーの収縮または伸張によって移動する可動体の間に、節度感触を生じて反転する反転ばねを設けて節度用アクチュエータを構成したものであり、ワイヤーの収縮や伸張によって可動体が移動する際、可動体に所定の移動距離で節度感触を生じて反転する反転ばねの力が加わり、歯切れが良く節度感のある可動体の移動が行われるため、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを得ることができるという作用を有するものである。 To achieve the above object, according to the present invention, a moderation actuator is configured by providing a reversal spring that generates a moderation feel and reverses between a fixed body and a movable body that moves by contraction or expansion of a shape memory alloy wire. When the movable body moves due to contraction or extension of the wire, the force of the reversing spring is applied to the movable body to create a feeling of moderation at a predetermined moving distance, and the movable body is crisp and moderate. Since the movement is performed, a good operation feeling can be obtained, and a moderation actuator capable of reliable operation can be obtained.
以上のように本発明によれば、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを実現することができるという有利な効果が得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that it is possible to realize a moderation actuator that can provide a favorable operation feeling and can be reliably operated.
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図5を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。 These drawings are partially enlarged in size for easy understanding of the configuration.
(実施の形態)
図1は本発明の一実施の形態による節度用アクチュエータの側面図であり、同図において、11は絶縁樹脂や金属製の固定体、12は同じく可動体、13は形状記憶合金製のワイヤーで、固定体11下面と可動体12の間に、コイル状に巻回された形状記憶合金製のワイヤー13が装着されている。
(Embodiment)
FIG. 1 is a side view of a moderation actuator according to an embodiment of the present invention, in which 11 is a fixed body made of insulating resin or metal, 12 is a movable body, and 13 is a wire made of a shape memory alloy. Between the lower surface of the
そして、ワイヤー13は直径20〜500μmでNi−Ti合金やCu−Al−Ni合金、Fe−Mn−Si合金等の形状記憶合金線から形成されると共に、両端には電極部13Aと13Bが設けられている。
The
さらに、14は略ドーム状で鋼や銅合金等の金属薄板製の反転ばねで、この反転ばね14の外周が固定体11下端に載置されると共に、中央部には可動体12下端が挿通して、節度用アクチュエータ15が構成されている。
Further, 14 is a reversing spring made of a thin metal plate such as steel or copper alloy having a substantially dome shape. The outer periphery of the reversing
また、図5(a)は入力装置としてのタッチパネルの断面図であり、同図において、21はポリエチレンテレフタレートやポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、22は同じくフィルム状またはガラス等の薄板状で光透過性の下基板で、上基板21の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層23が、下基板22の上面には同じく下導電層24が各々、スパッタ法等によって形成されている。
FIG. 5A is a cross-sectional view of a touch panel as an input device. In FIG. 5, 21 is a film-like upper substrate having light transmission properties such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, and polycarbonate, and 22 is a film. A light-transmitting lower substrate made of glass or glass or the like, a light-transmitting upper
そして、下導電層24上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ(図示せず)が所定間隔で形成されると共に、上導電層23の両端には銀やカーボン等の一対の上電極(図示せず)が、下導電層24の両端には同じく、上電極とは直交方向の一対の下電極(図示せず)が各々形成されている。
A plurality of dot spacers (not shown) are formed on the upper surface of the lower
さらに、25は上基板21と下基板22間の外周内縁に形成された略額縁状でポリエステルやエポキシ、不織布等のスペーサで、このスペーサ25の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着剤(図示せず)によって、上基板21と下基板22の外周が貼り合わされ、上導電層23と下導電層24が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。
Further,
そして、このように構成されたタッチパネルの、例えば右端に節度用アクチュエータ15が装着され、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、節度用アクチュエータ15の電極部13Aと13Bや、タッチパネルの一対の上電極と下電極が配線基板やコネクタ(図示せず)等を介して、機器の電子回路(図示せず)に電気的に接続される。
The
以上の構成において、タッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、所望の表示上の上基板21上面を指やペン等で押圧操作すると、図5(b)に示すように、上基板21が撓み、押圧された箇所の上導電層23が下導電層24に接触する。
In the above configuration, when the upper surface of the
そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、上導電層23両端及びこれと直交方向の下導電層24両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。
Then, a voltage is sequentially applied from the electronic circuit to the upper electrode and the lower electrode, and the electronic circuit detects the pressed portion by the voltage ratio between both ends of the upper
つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板21上面を押圧操作すると、上電極と下電極間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。
That is, when, for example, a plurality of menus are displayed on the display element on the back surface of the touch panel, when the upper surface of the
また、この時、押圧操作が行われ、上導電層23が下導電層24に接触したことを電子回路が検出すると、節度用アクチュエータ15の電極部13Aと13Bへ、電子回路から所定の電圧電流が印加され、これによってワイヤー13が伸張する。
At this time, when the pressing operation is performed and the electronic circuit detects that the upper
このため、図2の側面図に示すように、外周にワイヤー13が巻回された可動体12が下方へ移動すると共に、外周が固定体11下端に載置された反転ばね14上面中央を、可動体12下端が押圧する。
Therefore, as shown in the side view of FIG. 2, the
そして、所定量押圧されると、反転ばね14が節度感を伴って下方へ弾性反転し、可動体12下面がタッチパネル右端に衝突して、タッチパネルに振動が伝わる。
When the predetermined amount is pressed, the reversing
さらに、この振動が上基板21上面を押圧操作した際の節度感触として、指等に伝わり、操作感触が付加されることによって、所望の押圧操作が行われたことを、触感として確認できるようになっている。
Further, this vibration is transmitted to a finger or the like as a moderation feel when the upper surface of the
すなわち、タッチパネルを押圧操作して複数のメニューの選択等を行う際、ワイヤー13の伸張による可動体12のタッチパネルへの衝突を、タッチパネルを介して指等に伝えることによって、所望のメニューの選択等が確実に行われたことを、操作感触として確認できるように構成されている。
That is, when a plurality of menus are selected by pressing the touch panel, a desired menu is selected by transmitting a collision of the
また、この時、反転ばね14は所定量押圧されるまでは弾性反転しないため、図3の波形図に示すように、ワイヤー13の伸張に伴って可動体12が下方へ移動し、可動体12下端が反転ばね14上面中央を押圧しても、反転ばね14の弾性変形する力は小さな変化しかしない。
At this time, since the reversing
しかし、可動体12がある程度下方へ移動し、下端が反転ばね14を所定量押圧した状態になると、反転ばね14から可動体12に加わる荷重は急激に大きくなって、反転ばね14が節度感を伴って下方へ弾性反転する。
However, when the
そして、この急激に大きく変化した最大の荷重Pで、可動体12下面がタッチパネル右端に衝突し、この力が可動体12からタッチパネルに加わり、押圧操作時の操作感触が生じる。
Then, the lower surface of the
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー13が収縮し元の状態に戻るが、この場合にも可動体12が所定量上方へ移動すると、反転ばね14が上方へ節度感を伴って弾性反転し、可動体12に加わる荷重が急激に小さくなった後、可動体12や反転ばね14等が図1の状態に復帰する。
In addition, when the voltage / current from the electronic circuit is interrupted, the
つまり、固定体11下面との間に巻回されたワイヤー13の伸張または収縮によって移動する可動体12と、固定体11の間に節度感触を生じて反転する反転ばね14を設け、所定量押圧されるまでは弾性反転せず、所定量押圧されると急激に荷重が変化する反転ばね14の力を、可動体12に加えて操作感触を生じさせることによって、歯切れが良く、節度感のある良好な操作感触が得られるようになっている。
That is, a
なお、以上の説明では、固定体11下面と可動体12との間にワイヤー13を巻回すると共に、固定体11下端と可動体12の間に反転ばね14を設けた構成について説明したが、図4の節度用アクチュエータの断面図に示すような構成としても、本発明の実施は可能である。
In the above description, the
すなわち、図4(a)においては、固定体11A内に形状記憶合金製のワイヤー13Cが、略コの字状に折曲されて変形可能に収納されると共に、左端が固定体11Aに固着された反転ばね14Aの右端には、可動体12Aが形成されている。
That is, in FIG. 4A, the shape
さらに、ワイヤー13Cの一部が固定体11A上方へ突出し、反転ばね14Aに係止されて、節度用アクチュエータが構成されている。
Further, a part of the
そして、ワイヤー13C両端に電圧電流が印加されると、図4(b)に示すように、ワイヤー13Cが収縮して反転ばね14Aが傾斜し、可動体12Aが下方へ移動すると共に、反転ばね14Aが所定量傾斜すると節度感を伴って下方へ弾性反転し、この可動体12Aの力がタッチパネル(図示せず)に加わって、歯切れの良い操作感触が得られるようになっている。
When a voltage / current is applied to both ends of the
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー13Cが伸張して元の状態に戻るが、この場合にも反転ばね14Aの節度感を伴った弾性反転によって、可動体12Aに加わる荷重が急激に変化して、歯切れの良い節度感が得られるように構成されている。
Further, when the voltage / current from the electronic circuit is interrupted, the
つまり、固定体11Aに対して可動体12Aを、反転ばね14Aを介して移動可能に形成すると共に、ワイヤー13Cの収縮または伸張によって反転ばね14Aを傾斜または復帰させ、所定量傾斜するまでは弾性反転せず、所定量傾斜すると急激に荷重が変化する反転ばね14Aの力を、可動体12Aに加えて操作感触を生じさせることによって、歯切れが良く、節度感のある良好な操作感触が得られるようになっている。
That is, the
なお、以上の説明では、押圧操作によって上基板21を撓ませ、上導電層23と下導電層24の電気的接離を行うタッチパネルの右端に、節度用アクチュエータ15を装着した構成について説明したが、タッチパネルの上面や下面に節度用アクチュエータ15を装着した構成としてもよく、また、タッチパネルも、指の接触による静電容量の変化によって操作箇所を検出するものや、発光ダイオードを用いた光学式のもの等、様々な方式のタッチパネルにおいて本発明の実施は可能である。
In the above description, the configuration is described in which the
さらに、タッチパネル以外にも、球体や円柱状の操作体を回転して入力操作を行うものや、指の動きを光の反射で検出するもの、あるいは回転や摺動操作によって抵抗値が変化するもの等、様々な入力装置に本発明の節度用アクチュエータ15を装着し、これによって入力装置に操作感触を付加する構成としてもよい。
Furthermore, in addition to the touch panel, those that perform input operations by rotating a spherical or cylindrical operation body, those that detect finger movements by reflection of light, or those whose resistance value changes due to rotation or sliding operations For example, the
このように本実施の形態によれば、固定体11と形状記憶合金製のワイヤー13の収縮または伸張によって移動する可動体12の間に、節度感触を生じて反転する反転ばね14を設けることによって、ワイヤー13の収縮や伸張によって可動体12を移動する際、可動体12に所定の移動距離で節度感触を生じて反転する反転ばね14の力が加わり、歯切れが良く節度感のある可動体12の移動が行われるため、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを得ることができるものである。
As described above, according to the present embodiment, by providing the reversing
本発明による節度用アクチュエータは、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。 The moderation actuator according to the present invention has an advantageous effect that a good operation feeling can be obtained and a reliable operation can be obtained, and is mainly useful for operation of various electronic devices.
11、11A 固定体
12、12A 可動体
13、13C ワイヤー
13A、13B 電極部
14、14A 反転ばね
15 節度用アクチュエータ
21 上基板
22 下基板
23 上導電層
24 下導電層
25 スペーサ
11, 11A Fixed
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Cited By (1)
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JP5685704B1 (en) * | 2013-09-20 | 2015-03-18 | 新シコー科技株式会社 | LINEAR DRIVE DEVICE, ELECTRONIC DEVICE USING LINEAR DRIVE DEVICE AND BODY |
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2011
- 2011-04-13 JP JP2011088737A patent/JP2012221860A/en not_active Withdrawn
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