JP2016010302A - External case for electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器の外付けケースに関するものである。 The present invention relates to an external case of an electronic device.
例えば特許文献1には、タッチパネル等のパネル上で、指等の接触物に対してリアルな触感を呈示する技術が開示されている。特許文献1に開示の触感呈示装置は、パネルを厚さ方向に振動させることにより接触物との間に生じるスクイーズ膜効果を利用して、操作者に「押した」という押下感を呈示している。
For example,
従来知られている触感提示装置は、パネルを厚さ方向に振動させることから、例えばスマートフォン等の電子機器に適応する場合、パネルの支持機構等に大幅な改良を要することになる。 Since the conventionally known tactile sensation presentation apparatus vibrates the panel in the thickness direction, for example, when it is applied to an electronic device such as a smartphone, the panel support mechanism or the like needs to be significantly improved.
本発明の目的は、電子機器の改良を最小限にでき、電子機器と協働して触感を呈示できる電子機器の外付けケースを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an external case of an electronic device that can minimize the improvement of the electronic device and can provide a tactile sensation in cooperation with the electronic device.
上記目的を達成する本発明に係る電子機器の外付けケースは、
電子機器に着脱自在に装着可能な外付けケースであって、
前記ケースの一部を構成するパネルと、
アクチュエータと、
前記パネル及び前記アクチュエータに係合し、前記アクチュエータの変位により当該アクチュエータの変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換して、前記パネルをスライドさせる変換部と、
を備えるものである。
The external case of the electronic device according to the present invention that achieves the above object is
An external case that can be detachably attached to an electronic device,
A panel constituting a part of the case;
An actuator,
A converter that engages with the panel and the actuator, converts a displacement direction and a displacement amount of the actuator into a different displacement direction and a different displacement amount according to the displacement of the actuator, and slides the panel;
Is provided.
本発明に係る電子機器の外付けケースにおいては、前記電子機器と電気的に結合可能な電気的結合部をさらに備えるとよい。 The external case of the electronic device according to the present invention may further include an electrical coupling portion that can be electrically coupled to the electronic device.
前記変換部は、前記アクチュエータの変位により回動して前記パネルをスライドさせる回動部材を備えるとよい。 The conversion unit may include a rotation member that rotates by the displacement of the actuator to slide the panel.
前記変換部は、前記アクチュエータの変位方向と交差して延在する斜面を有し、前記アクチュエータの変位により当該アクチュエータの変位方向に直線移動する直線移動部材と、該直線移動部材の変位により前記斜面を滑動して前記パネルをスライドさせる滑動部材と、を備えてもよい。 The conversion unit has a slope extending in a direction intersecting with a displacement direction of the actuator, a linearly moving member that linearly moves in the displacement direction of the actuator by the displacement of the actuator, and the slope according to the displacement of the linearly moving member. And a sliding member that slides the panel.
本発明に係る電子機器の外付けケースにおいては、前記パネルを前記変換部に与圧を加えて係合させるとともに、前記変換部を前記アクチュエータに与圧を加えて係合させる与圧部をさらに備えるとよい。 In the external case of the electronic device according to the present invention, the panel further includes a pressurizing unit that applies the pressurizing force to the conversion unit and applies the pressurizing unit to the actuator. It is good to have.
前記アクチュエータは、積層型圧電素子を備え、
前記積層型圧電素子は、変位方向が前記パネルの平面視において当該パネルのスライド方向と交差して配置されるとよい。
The actuator includes a laminated piezoelectric element,
The laminated piezoelectric element may be arranged such that the displacement direction intersects the sliding direction of the panel in a plan view of the panel.
本発明によれば、電子機器の改良を最小限にでき、電子機器と協働して触感を呈示できる電子機器の外付けケースを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the improvement of an electronic device can be minimized and the external case of the electronic device which can show a tactile sense in cooperation with an electronic device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る外付けケース及び該外付けケースが装着可能な電子機器の概略構成を示す外観斜視図である。本実施の形態に係る外付けケース10は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機、携帯型ミュージックプレイヤ、腕時計、タブレット端末、ゲーム機などの電子機器100の表面及び周囲側面を保護するように、電子機器100に着脱自在に装着されて使用される。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external perspective view showing a schematic configuration of an external case according to the first embodiment of the present invention and an electronic device to which the external case can be attached. The
図1において、外付けケース10は、外観形状が概略長方形状を成すケース本体20を備える。ケース本体20は、金属や硬質プラスチック等で形成される。ケース本体20の内側で、表面板21側にはパネル30が配置されている。
In FIG. 1, the
パネル30は、例えばガラス又はアクリル等の合成樹脂により、例えば長方形状に形成される。パネル30は、長手方向にスライド可能にケース本体20に支持される。パネル30は、スライド範囲に亘って、表面30aの周辺部を除く領域が、ケース本体20の表面板21に形成された開口21aから露出して、外付けケース10の一部を構成する。外付けケース10は、電子機器100の表面及び周囲側面を覆い、裏面は露出させるように電子機器100に着脱自在に装着される。
The
一方、外付けケース10が装着される電子機器100は、外観形状が概略長方形状を成す筐体120を備える。筐体120は、金属や硬質プラスチック等で形成される。筐体120には、表面側に操作者の指、ペン又はスタイラスペン等の接触物による接触を検出するタッチパネル130が配置されており、タッチパネル130の下側に図1にタッチパネル130の一部を切り欠いて示すように、表示部140が保持されている。
On the other hand, the
タッチパネル130は、例えばガラス又はアクリル等の合成樹脂により、例えば長方形状に形成される。タッチパネル130による接触検出方式は、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式(又は超音波方式)、赤外線方式、電磁誘導方式又は荷重検出方式等の任意の方式が用いられるが、本実施の形態に係る外付けケース10との組合せにおいては静電容量方式が好ましい。タッチパネル130は、表示部140と一体的に構成される場合もある。
The
表示部140は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、無機ELディスプレイ、電子ペーパ等を用いて構成される。表示部140は、ブラウザや電子ブック等のアプリケーションソフトウェア(以下、単に「アプリケーション」と記す)における画像(ページ)、アイコンや押しボタン等の入力用オブジェクト等を表示する。
The
図1に示す外付けケース10は、電子機器100に装着された状態で、外付けケース10の開口21aの領域内に、電子機器100の表面から露出するタッチパネル130が位置する。そして、電子機器100のユーザは、外付けケース10のパネル30を介して電子機器100のタッチパネル130の操作が可能となる。
When the
図2は、外付けケース10の要部の概略構成を拡大して示す平面図である。図2においては、ケース本体20の表面板21を取り除いて示している。ケース本体20には、パネル30の長辺30b、30cをそれぞれ位置決めして、パネル30のスライドをガイドするガイド部材22が配置されている。図2では、合計4つのガイド部材22をパネル30の長辺30b、30cの両端部に配置した例を示しているが、ガイド部材22は4つに限らず、各長辺に3つ以上又は一つの長尺のガイド部材を設ける構成であってもよい。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a schematic configuration of a main part of the
ケース本体20には、パネル30の一方の短辺30d側に、アクチュエータ50及び変換部60が設けられる。アクチュエータ50は、パネル30をスライドさせるための駆動源を構成するもので、例えば圧電素子51を用いて構成される。圧電素子51は、電気信号(電圧)を印加することで、構成材料の電気機械結合係数に従い伸縮又は屈曲変位する素子である。これらの素子は、例えばセラミックや水晶からなるものが用いられる。圧電素子51は、ユニモルフ、バイモルフ又は積層型圧電素子であってよい。積層型圧電素子には、バイモルフを積層した積層型バイモルフ素子や、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる複数の誘電体層と、該複数の誘電体層間に配置された電極層との積層構造体から構成されるスタックタイプのものがある。ユニモルフは電気信号が印加されると伸縮変位し、バイモルフは電気信号が印加されると屈曲変位し、スタックタイプの積層型圧電素子は電気信号が印加されると積層方向に沿って伸縮変位する。本実施の形態では、圧電素子51がスタックタイプの積層型圧電素子からなる。
The
圧電素子51は、一端部がケース本体20の内壁に固定されて、パネル30の短辺30dとほぼ平行に延在して配置される。したがって、圧電素子51の変位方向とパネル30のスライド方向とは、パネル30の平面視において交差している。圧電素子51の変位をガイドするため、ケース本体20には、圧電素子51を挟むように一対のガイド部材23が配置されている。
One end of the
変換部60は、パネル30の短辺30d及び圧電素子51の他端部の端面に係合して配置される。変換部60は、圧電素子51の変位により、その変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換してパネル30をスライドさせる。本実施の形態において、変換部60は回動部材61を有する。回動部材61は、固定軸62に回動可能に係止される係止部61aと、圧電素子51が当接する当接部61bと、パネル30の短辺30dが当接する当接部61cとを有し、係止部61aがフック状に形成され、当接部61b及び61cが突状に形成されている。
The
一方、パネル30の他方の短辺30e側には、与圧部70が配置されている。与圧部70は、図2において、パネル30を右方向に附勢して、パネル30の短辺30dを回動部材61の当接部61cに与圧を加えて当接させるとともに、回動部材61の当接部61bを圧電素子51に与圧を加えて当接させる。与圧部70は、例えば緩衝材、バネ、ゴム等の弾性体で構成される。
On the other hand, a pressurizing
図2において、圧電素子51が上方に変位すると、回動部材61は固定軸62を支点として左回りに回動する。これにより、圧電素子51による変位方向が、変換部材60によりほぼ90度変換されてパネル30に伝達されて、パネル30が与圧部70の与圧に抗して左方向にスライドする。
In FIG. 2, when the
ここで、変換部60の作用について、図3を参照して説明する。図3は、変換部60の拡大図である。図3において、支点は回動部材61の係止部61aが係合する固定軸62を示し、力点は圧電素子51が当接する回動部材61の当接部61bを示し、作用点はパネル30の短辺30dが当接する当接部61cを示す。圧電素子51の変位によって力点に投入される投入変位量をS、投入力をTとし、作用点に作用する変位量をD、発生力をFとし、支点となる固定軸62から力点までの距離をL1、支点から作用点までの距離をL2とするとき、変位量D及び発生力Fは、下式(1)及び(2)のように近似できる。ただし、L1、L2は、それぞれS、Dよりも十分大きいものとする。
D=S×L2/L1 ・・・(1)
F=T×L1/L2 ・・・(2)
Here, the effect | action of the
D = S × L2 / L1 (1)
F = T × L1 / L2 (2)
上式(1)及び(2)から、力点や作用点の位置すなわち距離L1やL2を適切に設定することにより、触感を呈示できる十分な変位量D及び発生力Fを得ることが可能となる。一般に、積層型の圧電素子51は、投入力Tは大きいが、投入変位量Sは小さい。これに対し、触感を呈示できるパネル30のスライド量すなわち変位量Dは投入変位量Sに比べて大きく、スライドさせる力すなわち発生力Fは投入力Tに比べて小さい。したがって、容易に入手可能な積層型の圧電素子51を用いることが可能となる。
From the above formulas (1) and (2), it is possible to obtain a sufficient amount of displacement D and generated force F that can present a tactile sensation by appropriately setting the positions of the force points and the action points, that is, the distances L1 and L2. . In general, the laminated
また、圧電素子51の変位方向とパネル30のスライド方向とのなす角度、すなわち圧電素子51の変位方向の変換角度は、90度に限らず任意に設定することができる。したがって、簡単に構成することが可能となる。
Further, the angle formed by the displacement direction of the
一方、図3に示すように、回転部材61には、力の発生体である圧電素子51による抗力A(=T)と、移動対象物であるパネル30による抗力B(=F)と、抗力A及び抗力Bをバランスさせるための抗力C(=(T2+F2)1/2)とが発生する。つまり、抗力A及び抗力Bが常に発生するように、固定軸62の位置を定めれば、3つの効力A、B、Cのバランスにより回転部材61の位置が定まる。したがって、回転部材61を固定軸62に緊密に保持させる必要がないので、回転部材61を図3の形状に代えて、例えば図4(a)〜(c)に示すような形状とするなど、回転部材61の形状の自由度を向上できるとともに、変換部60の組み立て性を向上できる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the rotating
図4(a)に示す回転部材61は、係止部61aがフック状に形成され、扇形状の両側面に当接部61b及び61cが形成されるものである。図4(b)に示す回転部材61は、全体が扇形の多角形状からなり、扇形状の頂角部に固定軸62よりも大径の開口からなる係止部61aが形成され、扇形状の両側面に当接部61b及び61cが形成されるものである。図4(c)に示す回転部材61は、全体がL字形状からなり、L字形状の内角部が係止部61aを構成し、外側面に当接部61b及び61cが形成されるものである。
In the rotating
また、回転部材61に抗力A及び抗力Bが常に作用することにより、回転部材61と固定軸62との係合部に摩擦が発生しても、L1:L2すなわちD:S及びT:Fをほぼ一定に維持することができる。したがって、磨耗に影響されることなく、パネル30を初期の条件で長期間に亘って安定してスライドさせることが可能となる。
Further, since the drag A and the drag B always act on the rotating
本実施の形態に係る外付けケース10は、電子機器100への装着下において、パネル30に操作者の指、ペン又はスタイラスペン等の接触物が接触してパネル30が押下される。電子機器100は、パネル30への接触物による接触又は押下をタッチパネル130により検出して、外付けケース10の圧電素子51の駆動を制御する。これにより、接触物が接触している外付けケース10のパネル30をスライドさせて、操作者に触感をフィードバックする。そのため、後述するように、外付けケース10及び電子機器100には、外付けケース10の電子機器100への装着下において、互いを電気的に結合するための電気的結合部がそれぞれ設けられる。
In the
図5は、図1の外付けケース10及び電子機器100の要部の回路構成を示す機能ブロック図である。外付けケース10は、電気的結合部71と、圧電素子駆動部72と、上述した圧電素子51とを有する。
FIG. 5 is a functional block diagram showing circuit configurations of the main parts of the
電気的結合部71は、外付けケース10の電子機器100への装着下において、電子機器100と電気的に結合されて電子機器100からの圧電素子51の制御信号を受信する。電気的結合部71は、USB端子等の接続端子を有する構成であってもよいし、Bluetooth(登録商標)やRFID(radio frequency identifier)等を利用した無線接続による構成であってもよい。
The
圧電素子駆動部72は、電気的結合部71が受信した電子機器100からの制御信号に基づいて圧電素子51に印加する電気信号を生成して圧電素子51に印加する。これにより、圧電素子51が変位し、その変位が変換部60を介してパネル30に伝達されてパネル30がスライドする。外付けケース10は、当該外付けケース10で消費される電力を賄うバッテリを内蔵してもよいし、電気的結合部71の構成によっては、バッテリを内蔵することなく、電子機器100から所要の電力の供給を受けるようにしてもよい。
The piezoelectric
一方、電子機器100は、例えば、制御部170と、記憶部171と、電気的結合部172と、上述したタッチパネル130及び表示部140とを有する。制御部170は、電子機器100の各機能ブロックを含む機器全体を制御及び管理するプロセッサである。制御部170は、制御手順を規定したプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサで構成される。かかるプログラムは、例えば記憶部171又は外部の記憶媒体等に格納される。
On the other hand, the
記憶部171は、半導体メモリ等で構成され、各種情報や電子機器100を動作させるためのプログラム等を記憶するとともに、ワークメモリとしても機能する。
The storage unit 171 is configured by a semiconductor memory or the like, and stores various information, a program for operating the
電気的結合部172は、外付けケース10の電子機器100への装着下において、外付けケース10と電気的に結合されて、外付けケース10に対して圧電素子51の制御信号を送信する。電気的結合部172は、外付けケース10の電気的結合部71と同様に、USB端子等の接続端子、あるいはBluetooth(登録商標)やRFID等を利用した無線接続部により構成される。実際には、無線機器100の電気的結合部172の仕様に応じて、外付けケース10の電気的結合部71が構成される。
The
表示部140は、制御部170による制御のもとに、アプリケーションにおける画像(ページ)、アイコンや押しボタン等の入力用オブジェクト等を表示する。タッチパネル130は、表示部140に表示されたオブジェクトに対する接触物による接触を検出する。電子機器100への外付けケース10の装着下においては、タッチパネル130は、外付けケース10のパネル30を介して表示部140に表示されたオブジェクトに対する接触物による接触を検出する。タッチパネル130の出力は、制御部170に供給されてタッチパネル130に対する接触物の接触の位置が検出される。
The
制御部170は、タッチパネル130の出力に基づいて表示部140に表示された入力用オブジェクトに対する接触物による接触を検出すると、電気的結合部172を介して外付けケース10に駆動の制御信号を送信する。外付けケース10は、電気的結合部71において電気機器100からの制御信号を受信すると、その受信した制御信号に基づいて圧電素子駆動部72により圧電素子51を所定の駆動パターンで駆動する。これにより、外付けケース10のパネル30がスライドして、操作者に入力用オブジェクトを操作した触感がフィードバックされる。制御部170は、外付けケース10への制御信号の送信に同期して、接触が検知された入力用オブジェクトに対応する処理を実行する。
When the
制御部170は、タッチパネル130への接触を検出し、さらに接触物によるタッチパネル130への押下荷重が所定値に達したのを検出して駆動の制御信号を出力してもよい。この場合、タッチパネル130への押下荷重は、例えばタッチパネル130の出力に基づいて検出することもできるし、タッチパネル130に圧電素子や歪みセンサ等の荷重センサを取り付けて検出することもできる。
The
圧電素子51の駆動パターンは、例えば接触物の接触が検出された入力用オブジェクトに応じて設定することができる。例えば、押しボタンを押した触感を呈示する場合は、所定周波数の半サイクルのパルス状の駆動電圧を圧電素子51に印加して、パネル30を一往復スライドさせる駆動パターンとすることができる。その他、入力用オブジェクトに応じて、所定周波数の複数サイクルの駆動電圧を圧電素子51に印加して、パネル30を複数往復スライドさせる駆動パターンとすることもできる。
The drive pattern of the
本実施の形態に係る外付けケース10によると、外付けケース10が触感呈示機能を有し、電子機器100への外付けケース10の装着下において、電子機器100と協働して外付けケース10のパネル30をスライドさせて触感を呈示する。したがって、電子機器100は、タッチパネル130を振動させる必要がないので、電子機器100の改良を最小限に抑えることができる。
According to the
また、外付けケース10は、パネル30をスライドさせて触感を呈示するので、パネル30を厚さ方向に変位させる場合と比較して、例えばケース本体20の厚さ方向の寸法の制約が改善される。したがって、外付けケース10を電子機器100に装着した状態での全体の薄型化が図れる。また、変換部60が回動部材61を有するので、図3において説明したように、容易に入手可能な積層型の圧電素子51を用いて簡単に構成することが可能となる。また、回転部材61を固定軸62に緊密に保持させる必要がないので、回転部材61の形状の自由度を向上でき、変換部60の組み立て性を向上できるとともに、回転部材61と固定軸62との係合部の磨耗に影響されることなく、パネル30を初期の条件で長期間に亘って安定してスライドさせることが可能となる。
Further, since the
また、与圧部70により、パネル30を回動部材61の当接部61cに当接させるとともに、回動部材61の当接部61bを圧電素子51に当接させる構成としたので、パネル30を圧電素子51によってスムーズにスライドさせることが可能となる。また、圧電素子51は、パネル30の短辺に沿って、つまりパネル30の平面視において、圧電素子51の変位方向がパネル30のスライド方向と交差して配置されているので、パネル30の長辺方向の装置の寸法を小さくでき、小型化が可能となる。
In addition, since the pressurizing
(第2実施の形態)
図6は、本発明の第2実施の形態に係る外付けケースの要部の概略構成を示す平面図であり、図2に対応する図である。本実施の形態に係る外付けケース11は、第1実施の形態に係る外付けケース10と変換部60の構成が異なるものである。以下、第1実施の形態と同一構成要素には同一参照符号を付し、異なる部分について説明する。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of the main part of the external case according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. The
図6において、変換部60は、直線移動部材63と滑動部材64とを備える。直線移動部材63は、圧電素子51の変位方向と交差する方向に延在する斜面63aと、圧電素子51に結合される辺63bと、ケース本体20の内壁を滑動する辺63cとを有する三角形状からなる。滑動部材64は、直線移動部材63の斜面63aを滑動する滑動面64aと、パネル30の短辺30dに結合される辺64bと、パネル30の長辺方向に延在してケース本体20に設けられたガイド部材24を滑動する辺64cとを有する三角形状からなる。なお、直線移動部材63は、三角形状に限らず、圧電素子51の変位方向と交差する方向に延在する斜面63a及び圧電素子51との結合面を有すれば任意の形状とすることができる。同様に、滑動部材64は、三角形状に限らず、直線移動部材63の斜面63aを滑動する滑動面64a及びパネル30との結合面を有すれば任意の形状とすることができる。
In FIG. 6, the
図6において、圧電素子51が上方に変位すると、直線移動部材63もケース本体20にガイドされて圧電素子51と一体に上方に変位する。直線移動部材63が上方に変位すると、その変位に伴って滑動部材64が直線移動部材63の斜面63aを滑動して、ガイド部材24に沿って図6の左方向に直線移動する。これにより、圧電素子51による変位方向が、変換部材60によりほぼ90度変換されてパネル30に伝達されて、パネル30が与圧部70の与圧に抗して左方向にスライドする。
In FIG. 6, when the
ここで、変換部60の作用について、図7(a)〜(c)を参照して説明する。図7(a)は変換部60の拡大図であり、図7(b)は直線移動部材63の拡大図であり、図7(c)は滑動部材64の拡大図である。図7(a)において、圧電素子51の変位によって直線移動部材63の力点に投入される投入変位量をS、投入力をTとし、直線移動部材63の作用点から滑動部材64(パネル30)が受ける変位量をD、発生力をFとし、直線移動部材63の変位方向に対する斜面63aのなす角度をθとする。この場合、変位量Dは、下式(3)で表される。
D=S×tanθ ・・・(3)
Here, the effect | action of the
D = S × tanθ (3)
一方、直線移動部材63とガイドとなるケース本体20との間の摩擦力をP1、摩擦係数をμ1、直線移動部材63と滑動部材64との間の摩擦力をP2、摩擦係数をμ2、滑動部材64とガイド部材24との間の摩擦力をP3、摩擦係数をμ3とし、摩擦を考慮した投入力及び発生力をそれぞれT´及びF´とする。この場合、直線移動部材63には、図7(b)に示すように摩擦力P1及びP2が作用する。これら摩擦力P1及びP2は、下式によって表される。なお、N´は、斜面63aの法線方向に作用する投入力T´と発生力F´との合成力である。
P1=μ1×F´
P2=μ2×N´=μ2×T´/sinθ
On the other hand, the frictional force between the linear moving
P1 = μ1 × F ′
P2 = μ2 × N ′ = μ2 × T ′ / sinθ
したがって、この場合の投入力Tは、下式(4)のようになる。
T=T´+P1+P2×cosθ
=T´+μ1×F´+μ2×T´/sinθ×cosθ
=T´+μ1×T´×cotθ+μ2×T´cotθ
=T´×(1+μ1cotθ+μ2cotθ) ・・・(4)
Therefore, the throwing input T in this case is expressed by the following equation (4).
T = T ′ + P1 + P2 × cos θ
= T ′ + μ1 × F ′ + μ2 × T ′ / sinθ × cosθ
= T '+ μ1 × T ′ × cotθ + μ2 × T′cotθ
= T '× (1 + μ1cotθ + μ2cotθ) (4)
また、滑動部材64には、図7(c)に示すように摩擦力P2及びP3が作用する。これら摩擦力P2及びP3は、下式によって表される。
P2=μ2×N´=μ2×T´/sinθ
P3=μ3×T´
Further, frictional forces P2 and P3 act on the sliding
P2 = μ2 × N ′ = μ2 × T ′ / sinθ
P3 = μ3 × T ′
したがって、この場合の発生力Fは、下式(5)のようになる。
F=F´−P3−P2×sinθ
=T´/tanθ−μ3×T´−μ2×T´
=T´×(cotθ−μ2−μ3) ・・・(5)
Therefore, the generated force F in this case is expressed by the following equation (5).
F = F′−P3−P2 × sinθ
= T ′ / tan θ−μ3 × T′−μ2 × T ′
= T ′ × (cot θ−μ2−μ3) (5)
上式(4)及び(5)から、圧電素子51による投入力Tによって、パネル30に作用する発生力Fは、下式(6)で表される。
F=T×(cotθ−μ2−μ3)/(1+μ1cotθ+μ2cotθ) ・・・(6)
From the above formulas (4) and (5), the generated force F acting on the
F = T × (cotθ−μ2−μ3) / (1 + μ1cotθ + μ2cotθ) (6)
なお、摩擦がない場合、F=T×cotθとなる。また、摩擦係数が全て同一(μ)とすると、F=T×(cotθ−2μ)/(1+2μcotθ)となる。 When there is no friction, F = T × cot θ. If all the friction coefficients are the same (μ), then F = T × (cot θ−2 μ) / (1 + 2 μcot θ).
本実施の形態によると、上式(3)及び(6)から、直線移動部材63の変位方向に対する斜面63aのなす角度θを適切に設定することにより、触感を呈示できる十分な変位量D及び発生力Fを得ることが可能となる。したがって、第1実施の形態の場合と同様に、容易に入手可能な積層型の圧電素子51を用いることが可能となる。また、直線移動部材63及び滑動部材64がともに直線的に移動するので、より簡易に構成できる。その他の作用効果については、第1実施の形態と同様である。なお、直線移動部材63及び滑動部材64による変位方向の変換角度は、90°の限らず、任意の角度とすることが可能である。
According to the present embodiment, from the above equations (3) and (6), by appropriately setting the angle θ formed by the
本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形又は変更が可能である。例えば、図5において、圧電素子51を駆動する圧電素子駆動部72は、電子機器100が備えてもよい。また、外付けケース10のパネル30は、タッチパネルとしてもよい。この場合、外付けケース10を電子機器100に装着した状態では、例えば電子機器100のタッチパネル130の機能を無効とし、外付けケース10のパネル30のタッチパネル機能を有効として、パネル30により接触を検出したのに同期してパネル30をスライドさせて触感をフィードバックさせるとよい。これにより、接触物のパネル30への接触をより確実に検出して触感を呈示することが可能となる。さらに、外付けケース10に表示部を設けるとともに、表示部上にパネル30としてタッチパネルを設けてもよい。この場合、外付けケース10を電子機器100に装着した状態では、例えば電子機器100のタッチパネル130及び表示部140の機能を無効とし、外付けケース10の表示部及びパネル30のタッチパネル機能を有効とするとよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many variations or modifications are possible. For example, in FIG. 5, the
また、アクチュエータは、圧電素子に限らず、磁歪素子や形状記憶合金等を用いて構成されてもよい。さらに、第2実施の形態において、変換部60は図8又は図9に示すように構成されてもよい。
The actuator is not limited to a piezoelectric element, and may be configured using a magnetostrictive element, a shape memory alloy, or the like. Furthermore, in the second embodiment, the
図8に示す変換部60は、直線移動部材63の斜面63aが曲面に形成され、斜面63aの形状に応じて滑動部材64の滑動面64aが曲面に形成されたものである。このように、直線移動部材63の斜面63aを曲面に形成すれば、直線移動部材63の変位に伴って滑動部材64と接する作用点における接線の角度が変化するので、変位量D及び発生力Fの変化を投入変位に対して非線形にできる。
In the
したがって、例えば、図8において直線移動部材63の上部の角度θ´を図7に示した角度θよりも小さくすることで、投入力Tの投入当初は滑動部材64の変位は小さいが摩擦力P2の静止摩擦による負荷を低減させ、動摩擦以降後は滑動部材64の変位を大きくすることができる。これにより、パネル30をよりスムーズにスライドさせることが可能となる。
Therefore, for example, by making the angle θ ′ of the upper part of the linearly moving
図9に示す変換部60は、直線移動部材63とガイドとなるケース本体20との間、直線移動部材63と滑動部材64との間、及び、滑動部材64とガイド部材24との間に、それぞれ複数のベアリング65を備える。ベアリング65は、球状であってもよいし、円柱状であってもよい。このように、第2実施の形態において摩擦力P1、P2及びP3が発生する部分にそれぞれベアリング65を装填すれば、摩擦力をほぼゼロにすることができるので、より小さい投入力Tで、パネル30をよりスムーズにスライドさせることが可能となる。
The
10,11 外付けケース
20 ケース本体
30 パネル
50 アクチュエータ
51 (積層型)圧電素子
60 変換部
61 回動部材
62 固定軸
63 直線移動部材
63a 斜面
64 滑動部材
65 ベアリング
70 与圧部
100 電子機器
120 筐体
130 タッチパネル
140 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ケースの一部を構成するパネルと、
アクチュエータと、
前記パネル及び前記アクチュエータに係合し、前記アクチュエータの変位により当該アクチュエータの変位方向及び変位量を異なる変位方向及び異なる変位量に変換して、前記パネルをスライドさせる変換部と、
を備える電子機器の外付けケース。 An external case that can be detachably attached to an electronic device,
A panel constituting a part of the case;
An actuator,
A converter that engages with the panel and the actuator, converts a displacement direction and a displacement amount of the actuator into a different displacement direction and a different displacement amount according to the displacement of the actuator, and slides the panel;
An external case for electronic equipment.
請求項1に記載の電子機器の外付けケース。 An electrical coupling unit electrically connectable to the electronic device;
The external case of the electronic device of Claim 1.
請求項1又は2に記載の電子機器の外付けケース。 The conversion unit includes a rotating member that rotates by the displacement of the actuator to slide the panel.
The external case of the electronic device of Claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載の電子機器の外付けケース。 The conversion unit has a slope extending in a direction intersecting with a displacement direction of the actuator, a linearly moving member that linearly moves in the displacement direction of the actuator by the displacement of the actuator, and the slope according to the displacement of the linearly moving member. A sliding member that slides the panel to slide the panel,
The external case of the electronic device of Claim 1 or 2.
請求項1乃至4のいずれかに記載の電子機器の外付けケース。 The panel further includes a pressurizing unit that applies a pressurization to the conversion unit and applies the pressurization to the actuator.
The external case of the electronic device in any one of Claims 1 thru | or 4.
前記積層型圧電素子は、変位方向が前記パネルの平面視において当該パネルのスライド方向と交差して配置されている、
請求項1乃至5のいずれかに記載の電子機器の外付けケース。 The actuator includes a laminated piezoelectric element,
The laminated piezoelectric element is disposed so that the displacement direction intersects the sliding direction of the panel in a plan view of the panel.
The external case of the electronic device in any one of Claims 1 thru | or 5.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019128657A (en) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | 株式会社丸和製作所 | Tactile sense application device and program |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03293975A (en) * | 1990-04-09 | 1991-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Piezo-electric type actuator |
JPH04341644A (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-27 | Omron Corp | Displacement generator |
JP2010068549A (en) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Saitama Prefecture | Displacement magnifying device |
JP2011206634A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Kyocera Corp | Piezoelectric driving apparatus, and oscillation driving apparatus including the same for use in tactile presentation device |
JP2013518764A (en) * | 2010-02-02 | 2013-05-23 | ダヴ | Tactile feedback module integrated with automobile for mobile device, and control device including the same |
-
2014
- 2014-06-26 JP JP2014131675A patent/JP6084950B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03293975A (en) * | 1990-04-09 | 1991-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Piezo-electric type actuator |
JPH04341644A (en) * | 1991-05-16 | 1992-11-27 | Omron Corp | Displacement generator |
JP2010068549A (en) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Saitama Prefecture | Displacement magnifying device |
JP2013518764A (en) * | 2010-02-02 | 2013-05-23 | ダヴ | Tactile feedback module integrated with automobile for mobile device, and control device including the same |
JP2011206634A (en) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Kyocera Corp | Piezoelectric driving apparatus, and oscillation driving apparatus including the same for use in tactile presentation device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019128657A (en) * | 2018-01-22 | 2019-08-01 | 株式会社丸和製作所 | Tactile sense application device and program |
US11054909B2 (en) | 2018-01-22 | 2021-07-06 | Maruwa Corporation | Tactile sense provision apparatus and a control method |
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