JP2020057249A - Tactile sense presentation device - Google Patents

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泰弘 小野
Yasuhiro Ono
泰弘 小野
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Abstract

To provide a tactile sense presentation device capable of extending a temperature range of operation while suppressing decrease in operation durability.SOLUTION: A tactile presentation device 1 comprises: a base 2; an operation unit 3 movably attached to the base 2 and operated; an actuator 5 formed using shape memory alloy, arranged between the base 2 and the operation unit 3, and driving the operation unit 3 by shape restoration through energization; and a coil unit 6 formed of shape memory alloy having second shape restoration temperature (Afc point) lower than first shape restoration temperature (Afw point) of the actuator 5. The coil unit reduces a distance between the base 2 and the operation 3 by shape restoration to increase preload Pof the actuator 5, thereby shifting the first shape restoration temperature (Afw point) to high temperature side when ambient temperature is higher than the second shape restoration temperature (Afc point).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、触覚呈示装置に関する。   The present invention relates to a tactile presentation device.

従来の技術として、ベース材と、ベース材に固定され、タッチセンサが設けられた操作部を有し、少なくとも操作部がベース材に対して変位可能である操作部材と、形状記憶合金を有し、通電加熱時の形状記憶合金の変形によりベース材に対して操作部を移動させるアクチュエータと、周囲温度を検出する温度検出部と、対象構造体側から供給される入力電圧を検出する電圧検出部と、アクチュエータを制御する処理部と、を備えた衝撃フィードバック触覚呈示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。   As a conventional technique, a base member, an operation member fixed to the base member and provided with a touch sensor, an operation member having at least the operation portion displaceable with respect to the base member, and a shape memory alloy An actuator that moves the operation unit with respect to the base material due to deformation of the shape memory alloy during electric heating, a temperature detection unit that detects an ambient temperature, and a voltage detection unit that detects an input voltage supplied from the target structure side There is known an impact feedback tactile sensation presentation device including a processing unit for controlling an actuator (for example, see Patent Document 1).

この衝撃フィードバック触覚呈示装置の処理部は、温度検出部により検出された温度及び電圧検出部により検出された電圧に応じて、通電加熱時における形状記憶合金に対する通電条件を設定するように構成されている。   The processing unit of the impact feedback tactile sensation presentation device is configured to set energization conditions for the shape memory alloy during energization heating according to the temperature detected by the temperature detection unit and the voltage detected by the voltage detection unit. I have.

特開２０１７−１９１３９８号公報JP-A-2017-191398

しかし従来の衝撃フィードバック触覚呈示装置は、形状記憶合金の形状回復温度（Ａｆ点）を超えた高温環境下では制御に関係なく形状が元に戻るので、アクチュエータとして機能せず、高温環境下で使用できない。また従来の衝撃フィードバック触覚呈示装置は、高温環境下で使用できるように、予め圧力をアクチュエータに付加すると、形状回復温度が高温側にシフトするものの動作による耐久性（作動耐久）が低下する。   However, the conventional impact feedback tactile sensation presentation device returns to its original shape regardless of control in a high temperature environment exceeding the shape recovery temperature (Af point) of the shape memory alloy, so it does not function as an actuator and is used in a high temperature environment. Can not. Further, in the conventional impact feedback tactile sensation presentation device, if pressure is applied to the actuator in advance so that it can be used in a high temperature environment, the shape recovery temperature shifts to a high temperature side, but the durability (operation durability) due to the operation is reduced.

従って本発明の目的は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる触覚呈示装置を提供することにある。   Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tactile sensation providing device that can extend a temperature range in which operation can be performed while suppressing a decrease in operation durability.

本発明の一態様は、ベースと、ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベースと操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部を駆動するアクチュエータと、アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰によりベースと操作部との距離を縮めてアクチュエータの予圧を増加させて第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、を備えた触覚呈示装置を提供する。   One embodiment of the present invention provides a base, an operation unit movably attached to the base, and an operation unit, and a shape formed by using a shape memory alloy and disposed between the base and the operation unit. The actuator is formed by an actuator that drives the operation unit by return and a shape memory alloy having a second shape recovery temperature lower than the first shape recovery temperature of the actuator, and the shape is formed when the ambient temperature is higher than the second shape recovery temperature. Provided is a tactile sensation providing device including: an elastic body that reduces a distance between a base and an operation unit by returning to increase a preload of an actuator to shift a first shape recovery temperature to a higher temperature side.

本発明によれば、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to extend a temperature range in which operation is performed while suppressing a decrease in operation durability.

図１（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の一例が搭載された車両の内部の概略図であり、図１（ｂ）は、触覚呈示装置のブロック図の一例である。FIG. 1A is a schematic view of the inside of a vehicle on which an example of the tactile presentation device according to the embodiment is mounted, and FIG. 1B is an example of a block diagram of the tactile presentation device. 図２（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の操作部を駆動する前の図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面を矢印方向から見た断面図の一例であり、図２（ｂ）は、操作部を駆動した後の断面図の一例である。FIG. 2A is an example of a cross-sectional view of the cross section taken along line AA shown in FIG. 1A viewed from the direction of the arrow before driving the operation unit of the tactile sense presentation device according to the embodiment. FIG. 2B is an example of a cross-sectional view after the operation unit is driven. 図３（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の高温環境下における、操作部を駆動する前の断面図の一例であり、図３（ｂ）は、ベースを表面側から見た一例を示す概略図である。FIG. 3A is an example of a cross-sectional view of the tactile sensation providing device according to the embodiment in a high-temperature environment before driving the operation unit, and FIG. 3B is an example of the base viewed from the front side. FIG. 図４（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の動作する温度範囲の一例について説明するための概略図であり、図４（ｂ）は、形状記憶合金を構成するＮｉの含有量と形状回復温度の関係の一例を示すグラフである。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining an example of a temperature range in which the tactile sensation providing device according to the embodiment operates, and FIG. 4B is a diagram illustrating the Ni content and the Ni content in the shape memory alloy. 4 is a graph illustrating an example of a relationship between shape recovery temperatures. 図５（ａ）は、予圧と形状回復温度の関係の一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、予圧と作動耐久の関係の一例を示す概略図である。FIG. 5A is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between a preload and a shape recovery temperature, and FIG. 5B is a schematic diagram illustrating an example of a relationship between a preload and operation durability.

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る触覚呈示装置は、ベースと、ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベースと操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部を駆動するアクチュエータと、アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰によりベースと操作部との距離を縮めてアクチュエータの予圧を増加させて第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、を備えて概略構成されている。 (Summary of Embodiment)
The tactile sensation presentation device according to the embodiment, a base, an operation unit that is movably attached to the base, an operation is performed, and is formed between the base and the operation unit while being formed using a shape memory alloy, The actuator is formed by an actuator that drives the operation unit by shape return by energization, and a shape memory alloy having a second shape recovery temperature lower than the first shape recovery temperature of the actuator, and an ambient temperature is higher than the second shape recovery temperature. In this case, the elastic member is configured to include a resilient member that reduces the distance between the base and the operation unit by returning the shape and increases the preload of the actuator to shift the first shape recovery temperature to the higher temperature side.

形状記憶合金は、予め付加する圧力（予圧）を増加させることにより、形状回復温度（Ａｆ点）が高温側にシフトすることが知られている。しかし形状記憶合金は、予圧が増加すると、作動耐久が低下することもまた知られている。このように形状記憶合金は、動作する温度範囲を拡張すると作動耐久が低下し、作動耐久を向上させると動作する温度範囲が縮小するので、動作する温度範囲と作動耐久とはトレードオフの関係にある。   It is known that the shape recovery temperature (Af point) of a shape memory alloy shifts to a higher temperature side by increasing a pre-applied pressure (preload). However, it is also known that shape memory alloys have reduced operating durability with increasing preload. As described above, when the operating temperature range of a shape memory alloy is extended, the operating durability is reduced, and when the operating durability is improved, the operating temperature range is reduced. Therefore, there is a trade-off between the operating temperature range and the operating durability. is there.

この触覚呈示装置は、周辺温度が弾性体部の第２の形状回復温度以上に上昇すると、先に弾性体部の形状が元に戻ってアクチュエータに付加する予圧を増加させるので、この構成を採用しない場合と比べて、アクチュエータの第１の形状回復温度が高温側にシフトし、動作する温度範囲を拡張することができる。また触覚呈示装置は、常時高い予圧をアクチュエータに付加するのではなく、弾性体部の第２の形状回復温度を超えて初めて予圧が増加するので、この構成を採用しない場合と比べて、作動耐久の低下を抑制することができる。従って触覚呈示装置は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。   This tactile sensation presentation device employs this configuration because when the ambient temperature rises above the second shape recovery temperature of the elastic body portion, the shape of the elastic body portion returns to its original shape and increases the preload applied to the actuator. The first shape recovery temperature of the actuator shifts to a higher temperature side as compared with the case where the actuator is not operated, and the operating temperature range can be extended. In addition, the tactile sensation presentation device does not always apply a high preload to the actuator, but increases the preload only when the temperature exceeds the second shape recovery temperature of the elastic body portion. Can be suppressed. Therefore, the tactile sense presentation device can extend the operating temperature range while suppressing a decrease in operation durability.

[実施の形態]
（触覚呈示装置１の概要）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１について各図を参照しながら説明する。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な情報などの流れを矢印で示している。さらに数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下の意味で用いるものとする。 [Embodiment]
(Overview of Tactile Presentation Device 1)
The tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the drawings according to the embodiment described below, the ratio between figures may be different from the actual ratio. In FIG. 1B, the flow of main information and the like is indicated by arrows. Further, “A to B” indicating a numerical range is used in a meaning of A or more and B or less.

この触覚呈示装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両９に搭載されている。触覚呈示装置１は、例えば、車両９の運転席と助手席の間のフロアコンソール９０に配置されている。そして触覚呈示装置１は、例えば、車両９に搭載された電子機器の遠隔操作部として機能すると共に、操作に対するフィードバックを呈示するように構成されている。なお触覚呈示装置１の配置は、一例であって車両９に限定されない。   This tactile sense presentation device 1 is mounted on a vehicle 9, for example, as shown in FIG. The tactile sense presentation device 1 is disposed, for example, on a floor console 90 between a driver's seat and a passenger seat of the vehicle 9. The tactile sense presentation device 1 is configured to function as, for example, a remote operation unit of an electronic device mounted on the vehicle 9 and to present feedback on the operation. Note that the arrangement of the tactile sense presentation device 1 is an example and is not limited to the vehicle 9.

触覚呈示装置１は、例えば、図１（ｂ）〜図３（ｂ）に示すように、ベース２と、ベース２に移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部３と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベース２と操作部３との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部３を駆動するアクチュエータ５と、アクチュエータ５の第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低い第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）より高い場合、形状復帰によりベース２と操作部３との距離を縮めてアクチュエータ５の予圧Ｐａを増加させて第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）を高温側にシフトさせる弾性体部としてのコイル部６と、を備えて概略構成されている。 As shown in FIGS. 1B to 3B, the tactile sense presentation device 1 includes, for example, a base 2, an operation unit 3 movably attached to the base 2, and a shape memory alloy. And an actuator 5 that is formed between the base 2 and the operation unit 3 and is used to drive the operation unit 3 by shape return by energization, and is lower than a first shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5. When the surrounding temperature is higher than the second shape recovery temperature (Afc point), the distance between the base 2 and the operation unit 3 is reduced by the shape recovery when the surrounding temperature is higher than the second shape recovery temperature (Afc point). It is schematically configured to include a coil portion 6 as an elastic body for shifting the first shape recovery temperature (AFW point) on the higher temperature side by increasing the preload P a of the actuator 5, the Te.

操作部３は、第１の面（裏面３１）側から突出する複数の柱体としての円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂ、及び円柱体３５ａと円柱体３５ｂの先端に設けられたストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂを有している。またベース２は、円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂが挿入される複数の貫通孔（貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂ）を有している。そしてコイル部６は、円柱体３５ａと円柱体３５ｂに通されてベース２とストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂの間に配置されている。   The operation unit 3 includes a plurality of cylindrical bodies 35a and 35b as a plurality of cylindrical bodies protruding from the first surface (the back surface 31) side, and stoppers 36a and 36b provided at the tips of the cylindrical bodies 35a and 35b. have. The base 2 has a plurality of through holes (through holes 26a and 26b) into which the cylindrical bodies 35a and 35b are inserted. The coil portion 6 is disposed between the base 2 and the stoppers 36a and 36b through the cylinders 35a and 35b.

本実施の形態のコイル部６は、一例として、コイルばねであるコイル６０及びコイル６１によって構成されている。なおコイル部６のコイルの数は、２つに限定されない。また柱体や貫通孔は、コイル部６のコイルの数に応じて設けられる。   As an example, the coil unit 6 of the present embodiment includes a coil 60 and a coil 61 that are coil springs. Note that the number of coils of the coil unit 6 is not limited to two. The pillars and the through holes are provided in accordance with the number of coils of the coil unit 6.

触覚呈示装置１は、例えば、図１（ｂ）〜図３（ｂ）に示すように、操作部３に配置され、表面（操作面３０）になされた操作を検出する検出部としてのタッチセンサ４と、タッチセンサ４が操作を検出した場合、アクチュエータ５に電流Ｉを供給して操作に対する触覚を呈示する制御部８と、を備えている。   As shown in FIGS. 1B to 3B, for example, the tactile sense presentation device 1 is disposed on the operation unit 3 and serves as a touch sensor as a detection unit that detects an operation performed on the front surface (the operation surface 30). And a control unit 8 that supplies a current I to the actuator 5 and presents a tactile sensation to the operation when the touch sensor 4 detects an operation.

また制御部８は、周辺温度に応じてアクチュエータ５に供給する電流Ｉを制御するように構成されている。この周辺温度とは、例えば、アクチュエータ５やコイル部６などの周辺の温度である。   The control unit 8 is configured to control the current I supplied to the actuator 5 according to the ambient temperature. This ambient temperature is, for example, the temperature around the actuator 5 and the coil unit 6.

制御部８は、例えば、周辺温度を測定する温度センサ９１から出力された温度情報Ｓ２に基づいて周辺温度を得るがこれに限定されない。変形例として触覚呈示装置１は、周辺温度を測定する温度センサを備えても良い。また触覚呈示装置１は、例えば、制御部８が車両９の温度センサ９１によって測定された車両内部の温度を周辺温度に換算する構成を有していても良い。 Control unit 8 is, for example, obtain the ambient temperature based on the temperature information S 2 output from the temperature sensor 91 for measuring the ambient temperature is not limited thereto. As a modification, the tactile sense presentation device 1 may include a temperature sensor that measures the ambient temperature. Further, the tactile sense presentation device 1 may have, for example, a configuration in which the control unit 8 converts a temperature inside the vehicle measured by the temperature sensor 91 of the vehicle 9 into an ambient temperature.

また他の変形例として触覚呈示装置１は、予圧を検出する圧力センサを備え、制御部８がこの予圧の変化からアクチュエータ５に供給する電流Ｉを変えるように構成されても良い。   As another modification, the tactile sense presentation device 1 may include a pressure sensor that detects a preload, and the control unit 8 may be configured to change the current I supplied to the actuator 5 based on a change in the preload.

触覚呈示装置１は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ベース２の操作部３に対向する第１の面（表面２０）、及び操作部３のベース２と対向する第２の面（裏面３１）には、複数の凹部（凹部２１及び凹部３２）と複数の凸部（凸部２２及び凸部３３）が交互に形成されると共に互いに噛み合うように形成されている。アクチュエータ５は、表面２０及び裏面３１の凹部（凹部２１及び凹部３２）及び凸部（凸部２２及び凸部３３）に挟まれて変形して配置されている。   The tactile sense presentation device 1 includes, for example, a first surface (front surface 20) of the base 2 facing the operation unit 3 and the base 2 of the operation unit 3 as shown in FIGS. 2A and 2B. On the opposing second surface (the back surface 31), a plurality of concave portions (the concave portion 21 and the concave portion 32) and a plurality of convex portions (the convex portions 22 and the convex portions 33) are alternately formed and formed so as to mesh with each other. ing. The actuator 5 is arranged so as to be deformed by being sandwiched between the concave portions (the concave portions 21 and the concave portions 32) and the convex portions (the convex portions 22 and the convex portions 33) of the front surface 20 and the rear surface 31.

具体的には、コイル部６が生成する弾性力に基づく予圧Ｐａにより、操作部３の凸部３３がベース２の凹部２１に嵌ると共に、ベース２の凸部２２が操作部３の凹部３２に嵌るようにベース２と操作部３との距離が縮まる。その結果、アクチュエータ５には、凸部と凹部の間に挟まれて複数の湾曲部５１が形成される。予圧Ｐａとは、アクチュエータ５に複数の湾曲部５１を形成するように予めアクチュエータ５に作用する圧力である。 Specifically, the preload P a which is based on the elastic force of the coil unit 6 to generate, with the convex portion 33 of the operation unit 3 is fitted into the recess 21 of the base 2, the recess of the convex portion 22 is an operation unit 3 of the base 2 32 , The distance between the base 2 and the operation unit 3 is reduced. As a result, the actuator 5 has a plurality of curved portions 51 sandwiched between the convex portions and the concave portions. Preload P a is a pressure acting on advance actuator 5 so as to form a plurality of curved portions 51 to the actuator 5.

アクチュエータ５、ベース２の凹部２１及び凸部２２、操作部３の凹部３２及び凸部３３は、駆動機構７を構成している。この駆動機構７は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、通電による温度上昇に伴うアクチュエータ５の形状復帰によって操作部３を紙面の上方向に駆動する機構である。   The actuator 5, the concave portion 21 and the convex portion 22 of the base 2, and the concave portion 32 and the convex portion 33 of the operation section 3 constitute the drive mechanism 7. The drive mechanism 7 is, for example, a mechanism that drives the operation unit 3 upward in the drawing by returning the shape of the actuator 5 due to a rise in temperature due to energization, as shown in FIGS. 2A and 2B. .

なお駆動機構７は、形状記憶合金の形状復帰によって操作部３を駆動する構成であれば上述の構成に限定されない。   The drive mechanism 7 is not limited to the above-described configuration as long as the drive unit 7 drives the operation unit 3 by returning the shape of the shape memory alloy.

（ベース２の構成）
ベース２は、例えば、金属材料又は樹脂材料を用いて形成されている。このベース２は、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、四角柱の上部に、両側面（側面２ａ及び側面２ｂ）から突出するフランジ２５ａ及びフランジ２５ｂが設けられている。 (Configuration of base 2)
The base 2 is formed using, for example, a metal material or a resin material. As shown in FIGS. 3A and 3B, the base 2 is provided with a flange 25a and a flange 25b protruding from both side surfaces (side surface 2a and side surface 2b) at an upper portion of a square pole. I have.

このフランジ２５ａには、貫通孔２６ａが設けられている。この貫通孔２６ａは、開口が円形を有し、操作部３の円柱体３５ａが挿入される。同様に、フランジ２５ｂには、貫通孔２６ｂが設けられている。この貫通孔２６ｂは、開口が円形を有し、操作部３の円柱体３５ｂが挿入される。   The flange 25a is provided with a through hole 26a. The through-hole 26a has a circular opening, and the column 35a of the operation unit 3 is inserted therein. Similarly, a through hole 26b is provided in the flange 25b. The through-hole 26b has a circular opening, and the column 35b of the operation unit 3 is inserted therein.

ベース２は、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、複数の凹部２１及び複数の凸部２２からなる凹凸部２３が表面２０に設けられている。この凹凸部２３は、凹部２１と凸部２２が交互に、直線的に並んでいる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, for example, the base 2 has an uneven portion 23 including a plurality of concave portions 21 and a plurality of convex portions 22 provided on a surface 20. In the uneven portion 23, the concave portions 21 and the convex portions 22 are alternately linearly arranged.

凸部２２は、例えば、頂点が平坦な三角柱形状を有し、この三角柱形状に応じた形状を凹部２１が有している。また凹部２１と凸部２２は、横に長く形成されている。なお凹部２１と凸部２２の形状は、これらに限定されない。   The convex portion 22 has, for example, a triangular prism shape with a flat top, and the concave portion 21 has a shape corresponding to the triangular prism shape. Further, the concave portion 21 and the convex portion 22 are formed to be long horizontally. The shapes of the concave portion 21 and the convex portion 22 are not limited to these.

ここで凹凸部２３は、例えば、図３（ｂ）に示すように、フランジ２５ａとフランジ２５ｂとを結ぶ直線上に沿って設けられるが、これに限定されず、当該直線と交差するように設けられても良い。また凹凸部２３は、表面２０上に形成されても良いし、凹凸部２３を表面２０に取り付けても良い。さらに凹凸部２３は、凹凸部３４と共に複数設けられても良い。この際、アクチュエータ５は、凹凸部２３及び凹凸部３４の数に応じて配置される。   Here, for example, as shown in FIG. 3B, the uneven portion 23 is provided along a straight line connecting the flange 25a and the flange 25b, but is not limited thereto, and is provided so as to intersect the straight line. You may be. In addition, the uneven portion 23 may be formed on the surface 20, or the uneven portion 23 may be attached to the surface 20. Further, a plurality of uneven portions 23 may be provided together with the uneven portions 34. At this time, the actuators 5 are arranged in accordance with the numbers of the uneven portions 23 and the uneven portions 34.

このベース２は、例えば、車両９のフロアコンソール９０に取り付けられる。つまりベース２は、フロアコンソール９０に対して静止している。従って操作部３は、アクチュエータ５の駆動によってフロアコンソール９０に対して移動する。   The base 2 is attached to, for example, a floor console 90 of the vehicle 9. That is, the base 2 is stationary with respect to the floor console 90. Therefore, the operation unit 3 moves with respect to the floor console 90 by driving the actuator 5.

（操作部３の構成）
操作部３は、例えば、樹脂材料を用いて板形状に形成されている。この操作部３は、例えば、図２（ａ）などに示すように、タッチセンサ４が操作面３０の下方に配置されている。 (Configuration of the operation unit 3)
The operation unit 3 is formed in a plate shape using, for example, a resin material. In the operation unit 3, for example, as shown in FIG. 2A, the touch sensor 4 is disposed below the operation surface 30.

操作部３は、裏面３１側にベース２の貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂに挿入される円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂが設けられている。この円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂの先端には、ストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂが取り付けられている。   The operation unit 3 is provided with a cylindrical body 35a and a cylindrical body 35b that are inserted into the through holes 26a and 26b of the base 2 on the back surface 31 side. A stopper 36a and a stopper 36b are attached to the distal ends of the cylinder 35a and the cylinder 35b.

このストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂは、貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂよりも大きい半径を有する円板形状を備えている。そしてストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂは、例えば、貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂに挿入された円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂの先端に取り付けられる。なお触覚呈示装置１は、例えば、柱体とストッパが一体となったものを操作部３に取り付ける構造を有していても良い。   The stoppers 36a and 36b have a disk shape having a larger radius than the through holes 26a and 26b. The stopper 36a and the stopper 36b are attached to, for example, the distal ends of the cylindrical bodies 35a and 35b inserted into the through holes 26a and 26b. Note that the tactile sense presentation device 1 may have a structure in which, for example, a unit in which a pillar and a stopper are integrated is attached to the operation unit 3.

操作部３は、例えば、図２（ａ）〜図３（ａ）に示すように、複数の凹部３２及び複数の凸部３３からなる凹凸部３４が裏面３１に設けられている。この凹凸部３４は、凹部３２と凸部３３が交互に、直線的に並んでいる。   As shown in FIGS. 2A to 3A, for example, the operation unit 3 is provided on the back surface 31 with an uneven portion 34 including a plurality of concave portions 32 and a plurality of convex portions 33. In the uneven portion 34, the concave portions 32 and the convex portions 33 are alternately linearly arranged.

凸部３３は、例えば、ベース２の凸部２２と同様に、頂点が平坦な三角柱形状を有し、この三角柱形状に応じた形状を凹部３２が有している。また凹部３２と凸部３３は、ベース２の凹部２１と凸部２２に応じて、横に長く形成されている。なお凹部３２と凸部３３の形状は、ベース２の凹部２１と凸部２２に応じた形状であれば良く、これらに限定されない。   The convex portion 33 has, for example, a triangular prism shape with a flat top, like the convex portion 22 of the base 2, and the concave portion 32 has a shape corresponding to the triangular prism shape. Further, the concave portion 32 and the convex portion 33 are formed to be laterally long according to the concave portion 21 and the convex portion 22 of the base 2. Note that the shapes of the concave portion 32 and the convex portion 33 may be any shapes as long as they correspond to the concave portion 21 and the convex portion 22 of the base 2, and are not limited thereto.

また凹凸部３４は、裏面３１に形成されても良いし、凹凸部３４を裏面３１に取り付けても良い。   In addition, the uneven portion 34 may be formed on the back surface 31, or the uneven portion 34 may be attached to the back surface 31.

（タッチセンサ４の構成）
タッチセンサ４は、例えば、ユーザの体の一部（例えば、操作指）が触れた操作面３０上の位置を検出するものである。ユーザは、例えば、操作面３０に操作を行うことにより、接続された電子機器に対する入力操作を行うことが可能となる。タッチセンサ４としては、例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、静電容量方式などのタッチセンサを用いることが可能である。本実施の形態のタッチセンサ４は、一例として、静電容量方式のタッチパネルである。 (Configuration of Touch Sensor 4)
The touch sensor 4 detects, for example, a position on the operation surface 30 touched by a part of a user's body (for example, an operation finger). For example, the user can perform an input operation on the connected electronic device by performing an operation on the operation surface 30. As the touch sensor 4, for example, a touch sensor of a resistance film type, an infrared type, a capacitance type, or the like can be used. The touch sensor 4 of the present embodiment is, for example, a capacitive touch panel.

タッチセンサ４は、例えば、操作面３０の下方に絶縁を保ちながら交差する複数の駆動電極と複数の検出電極を有している。タッチセンサ４は、この複数の駆動電極と複数の検出電極の全ての組み合わせを走査して組み合わせごとの静電容量を読み出し、静電容量情報Ｓ１として制御部８に出力する。 The touch sensor 4 has, for example, a plurality of drive electrodes and a plurality of detection electrodes that intersect below the operation surface 30 while maintaining insulation. Touch sensor 4 reads the capacitance of each combination by scanning all combinations of the plurality of drive electrodes and the plurality of detection electrodes, outputs to the control unit 8 as an electrostatic capacity information S 1.

制御部８は、静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０とを比較し、タッチしきい値８０以上の静電容量から検出対象が検出された検出点を算出する。この検出点の算出は、例えば、加重平均を用いて行われる。制御部８は、例えば、この検出点の座標の情報を含む操作情報Ｓ３を生成して接続された電子機器に出力する。この座標は、操作面３０に設定された直交座標系における座標である。 Control unit 8 compares the capacitance information S 1 and the touch threshold value 80, the detection target from the touch threshold 80 or more capacitance calculates a detection point detected. The calculation of the detection points is performed using, for example, a weighted average. Control unit 8 outputs, for example, the electronic device connected generated by the operation information S 3 including information on the coordinates of the detection point. These coordinates are coordinates in the rectangular coordinate system set on the operation surface 30.

（アクチュエータ５の構成）
アクチュエータ５は、形状記憶合金を用いて形成されたワイヤである。このアクチュエータ５は、例えば、ＮｉＴｉ合金や銅系及び鉄系の合金からなる形状記憶合金である。本実施の形態のアクチュエータ５は、一例として、Ｎｉの含有量によって形状回復温度の制御が容易なＮｉＴｉ合金を用いて形成されている。 (Configuration of Actuator 5)
The actuator 5 is a wire formed using a shape memory alloy. The actuator 5 is, for example, a shape memory alloy made of a NiTi alloy or a copper-based or iron-based alloy. The actuator 5 of the present embodiment is formed using, for example, a NiTi alloy whose shape recovery temperature can be easily controlled by the Ni content.

アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、変形前の形状が直線である。アクチュエータ５は、例えば、図２（ａ）に示すように、ベース２の凹凸部２３と操作部３の凹凸部３４とに挟まれることにより、複数の湾曲部５１が形成される。この際、アクチュエータ５には、予圧Ｐａが付加される。この予圧Ｐａは、コイル部６の弾性力によって生成される。 The shape of the actuator 5 before deformation is a straight line, for example, as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 2A, the actuator 5 is sandwiched between the concave and convex portions 23 of the base 2 and the concave and convex portions 34 of the operation unit 3 to form a plurality of curved portions 51. At this time, the actuator 5, the preload P a is added. The preload P a is generated by the elastic force of the coil portion 6.

アクチュエータ５は、例えば、図１（ｂ）に示すように、制御部８と電気的に接続されている。アクチュエータ５は、制御部８から出力される電流Ｉに基づいて温度が上昇し、この温度が第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると、元の直線形状、つまり縮むことで湾曲部５１が直線となって直線形状となる。   The actuator 5 is, for example, electrically connected to the control unit 8 as shown in FIG. The temperature of the actuator 5 rises based on the current I output from the control unit 8, and when this temperature exceeds the first shape recovery temperature (Afw point), the original linear shape, that is, the bending portion 51 Becomes a straight line to form a straight line.

触覚呈示装置１は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ５が変形した形状から元の形状に復帰する、つまりアクチュエータ５が縮んで真っ直ぐに変形することにより、操作部３が駆動されて持ち上がり、ユーザに触覚を呈示する。   2 (a) and 2 (b), the tactile sense presentation device 1 returns from the deformed shape to the original shape, that is, the actuator 5 shrinks and deforms straight. The operation unit 3 is driven and lifted to present a tactile sensation to the user.

（コイル部６の構成）
コイル部６のコイル６０及びコイル６１は、例えば、ＮｉＴｉ合金や銅系及び鉄系の合金からなる形状記憶合金である。本実施の形態のコイル６０及びコイル６１は、一例として、Ｎｉの含有量によって形状回復温度の制御が容易なＮｉＴｉ合金を用いて形成されている。なお弾性体部は、コイル部６のコイルばねに限定されず、アクチュエータ５に予圧Ｐａを付加可能とされた板バネや円錐ばねなどであっても良い。 (Configuration of coil unit 6)
The coil 60 and the coil 61 of the coil unit 6 are, for example, a shape memory alloy made of a NiTi alloy or a copper-based or iron-based alloy. The coil 60 and the coil 61 of the present embodiment are formed using, for example, a NiTi alloy whose shape recovery temperature is easily controlled by the Ni content. Incidentally elastic body is not limited to the coil spring of the coil unit 6, it may be a preload P a possible additional and by a plate spring or a conical spring to the actuator 5.

コイル６０は、ベース２のフランジ２５ａの下面２４ａと、ストッパ３６ａの上面３７ａと、により挟まれ、圧縮された状態で配置されている。またコイル６１は、フランジ２５ｂの下面２４ｂと、ストッパ３６ｂの上面３７ｂと、により挟まれ、圧縮された状態で配置されている。   The coil 60 is sandwiched between the lower surface 24a of the flange 25a of the base 2 and the upper surface 37a of the stopper 36a, and is arranged in a compressed state. The coil 61 is sandwiched between the lower surface 24b of the flange 25b and the upper surface 37b of the stopper 36b, and is arranged in a compressed state.

コイル６０及びコイル６１は、圧縮された状態で配置されているので、ベース２と操作部３との距離を縮める方向に弾性力を生成する。アクチュエータ５は、この弾性力に基づいた予圧Ｐａが付加される。 Since the coil 60 and the coil 61 are arranged in a compressed state, the coil 60 and the coil 61 generate an elastic force in a direction in which the distance between the base 2 and the operation unit 3 is reduced. Actuator 5, preload P a based on the elastic force is added.

このコイル６０及びコイル６１の形状回復温度（Ａｆｃ点）は、例えば、図４（ａ）に示すように、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低くされている。この形状回復温度の制御は、例えば、Ｎｉの含有量によって行う。   The shape recovery temperature (Afc point) of the coils 60 and 61 is, for example, lower than the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5 as shown in FIG. The control of the shape recovery temperature is performed, for example, by the Ni content.

図４（ｂ）は、横軸がＮｉの含有量（ｗｔ．％）であり、縦軸が形状回復温度（Ａｆ点）であり、Ｎｉの含有量と形状回復温度（Ａｆ点）との関係を示している。図４（ｂ）に示すように、形状回復温度（Ａｆ点）は、Ｎｉの含有量を変えることによって容易に数十℃変えることができる。   In FIG. 4B, the horizontal axis represents the Ni content (wt.%), The vertical axis represents the shape recovery temperature (Af point), and the relationship between the Ni content and the shape recovery temperature (Af point). Is shown. As shown in FIG. 4B, the shape recovery temperature (Af point) can be easily changed by several tens of degrees by changing the Ni content.

触覚呈示装置１の周辺温度が上昇してコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）を超えると、コイル６０及びコイル６１がマルテンサイト相からオーストナイト相に変化し、元の形状に戻る。このコイル６０及びコイル６１の元の形状とは、伸びた状態である。   When the temperature around the tactile sense presentation device 1 rises and exceeds the shape recovery temperature (Afc point) of the coil portion 6, the coils 60 and 61 change from the martensite phase to the austenitic phase and return to the original shape. The original shapes of the coils 60 and 61 are in an extended state.

従ってコイル６０及びコイル６１は、例えば、図３（ａ）に示すように、操作部３をベース２に押し付けるような弾性力を増加させ、アクチュエータ５に予圧Ｐａよりも大きな予圧Ｐｂを付加する。 Thus the coil 60 and coil 61, for example, as shown in FIG. 3 (a), the operating unit 3 to increase the elastic force as pressed against the base 2, adds a large preload P b than the preload P a to the actuator 5 I do.

ここで形状記憶合金は、例えば、図５（ａ）に示すように、予圧と形状回復温度（Ａｆ点）とが比例する関係にある。よってアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）は、例えば、図４（ａ）に示すように、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも予圧増加時の形状回復温度（Ａｆｗ点）の方が大きくなる。   Here, in the shape memory alloy, for example, as shown in FIG. 5A, the preload and the shape recovery temperature (Af point) are in a proportional relationship. Therefore, the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5 when the preload is increased (Afw point) is higher than the original shape recovery temperature (Afw point) as shown in FIG. growing.

例えば、触覚呈示装置１が予圧Ｐａを増加することができない場合、触覚呈示装置１の周辺温度がアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると、タッチセンサ４が操作を検出していないにも拘らずアクチュエータ５が形状復帰して操作部３を駆動してしまう。従って予圧が増加されない場合、アクチュエータ５が動作する温度範囲は、例えば、図４（ａ）に示すように、初期に付加された予圧Ｐａに基づく形状回復温度（Ａｆｗ点）までとなる。 For example, in a case where the tactile sense presentation device 1 cannot increase the preload Pa, if the ambient temperature of the tactile sense presentation device 1 exceeds the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5, the touch sensor 4 does not detect an operation. Nevertheless, the actuator 5 returns to its shape and drives the operation unit 3. Therefore, when the preload is not increased, the temperature range in which the actuator 5 operates is, for example, as shown in FIG. 4A, up to the shape recovery temperature (Afw point) based on the initially applied preload Pa.

図５（ａ）は、形状記憶合金の動作（変形と形状復帰の繰り返し動作）に対する耐久性（作動耐久）の一例を示し、縦軸が予圧であり、横軸が形状記憶合金の歪みである。形状記憶合金は、予圧と歪みが小さい場合、１００万回以上の作動耐久が得られる。そして形状記憶合金は、歪みが増加すると、５０万〜１００万回、１０万〜５０万回と徐々に作動耐久が低下する。   FIG. 5A shows an example of durability (operation durability) with respect to the operation (repeated operation of deformation and shape return) of the shape memory alloy, in which the vertical axis is the preload and the horizontal axis is the strain of the shape memory alloy. . When the preload and the distortion are small, the shape memory alloy can achieve an operation durability of 1,000,000 times or more. When the strain increases, the operating durability of the shape memory alloy gradually decreases from 500,000 to 1,000,000 times, and from 100,000 to 500,000 times.

上述のように、初期に付加する予圧Ｐａを増加して高温環境下で動作するようにした場合、常に付加される増加した予圧Ｐａによってアクチュエータ５の歪みが増加するので、作動耐久が低下する。 As mentioned above, when to work in a high temperature environment to increase the preload P a to be added initially, is always distortion of the actuator 5 by increased preload P a is added increases, operating endurance is lowered I do.

本実施の形態では、コイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）をアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低くすることで、周辺温度が高温になった場合のみコイル部６によって予圧を増加させるので、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも予圧増加時の形状回復温度（Ａｆｗ点）が大きくなる。従ってアクチュエータ５は、元の温度範囲よりも予圧増加時の温度範囲が大きくなり、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも高温になっても動作する。   In the present embodiment, by setting the shape recovery temperature (Afc point) of the coil section 6 lower than the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5, the preload is reduced by the coil section 6 only when the surrounding temperature becomes high. Since it is increased, the shape recovery temperature (Afw point) when the preload increases is higher than the original shape recovery temperature (Afw point). Therefore, the actuator 5 operates even when the temperature range when the preload is increased becomes larger than the original temperature range and becomes higher than the original shape recovery temperature (Afw point).

図４（ａ）に示すように、触覚呈示装置１が動作する温度範囲は、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）に依存する。触覚呈示装置１は、作動耐性の観点から、想定される動作時には予圧Ｐａが小さい方が好ましい。そして触覚呈示装置１は、想定される高温環境時に予圧Ｐａを増加し、想定される高温環境の温度より高い温度に、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）がなるようにアクチュエータ５やコイル部６の形状回復温度が調整される。 As shown in FIG. 4A, the temperature range in which the tactile sense presentation device 1 operates depends on the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5. Tactile display device 1, from the viewpoint of the working resistance, it is preferable preload P a is small at the time of operation envisaged. The tactile display apparatus 1 increases the preload P a at a high temperature environment contemplated, a temperature above the temperature of the high temperature environment in which it is assumed, the actuator 5 and the coil as the actuator 5 of the shape recovery temperature (AFW point) becomes The shape recovery temperature of the part 6 is adjusted.

従ってアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）は、通電によるアクチュエータ５の温度によってベース２や操作部３に不具合がでないように、かつ触覚呈示装置１の動作を保障する高温環境時の温度より上に調整される。そしてコイル部６は、形状回復温度（Ａｆｃ点）が動作する際に想定される通常の温度より上であり、またアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）となる予圧Ｐｂを生成する弾性力を発生するように調整される。 Therefore, the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5 is higher than the temperature in a high-temperature environment where the base 2 and the operation unit 3 are not malfunctioned by the temperature of the actuator 5 due to energization and the operation of the tactile sense presentation device 1 is guaranteed. It is adjusted to. The coil unit 6 is above the normal temperature that is assumed when the shape recovery temperature (Afc point) operates, also elastic force to generate a preload P b as a shape recovery temperature of the actuator 5 (AFW point) Is adjusted to produce

なおアクチュエータ５は、一例として、予圧Ｐａの際の形状回復温度（Ａｆｗ点）と予圧Ｐｂの際の形状回復温度（Ａｆｗ点）の差が２０℃、つまり動作の温度範囲が２０℃拡張される。 Note the actuator 5, as an example, the shape recovery temperature (AFW point) during preload P a and the difference is 20 ° C. of shape recovery temperature in the preload P b (AFW point), the temperature range of words operation 20 ° C. Expansion Is done.

（制御部８の構成）
制御部８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部８は、例えば、タッチしきい値８０をＲＡＭ又はＲＯＭに有している。 (Configuration of the control unit 8)
The control unit 8 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations, processing, and the like on acquired data according to stored programs, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer. In the ROM, for example, a program for operating the control unit 8 is stored. The RAM is used, for example, as a storage area for temporarily storing calculation results and the like. The control unit 8 has, for example, a touch threshold value 80 in a RAM or a ROM.

タッチしきい値８０は、タッチセンサ４が検出対象を検出したか否かを判定するためのしきい値である。制御部８は、タッチセンサ４から取得した静電容量情報Ｓ１の静電容量がタッチしきい値８０以上である場合、検出対象が検出されたとして検出点を算出する。 The touch threshold value 80 is a threshold value for determining whether or not the touch sensor 4 has detected a detection target. Control unit 8, when the capacitance of the capacitance information S 1 acquired from the touch sensor 4 is touch threshold 80 or more, is detected to calculate the detection point as detected.

制御部８は、例えば、タッチセンサ４が操作を検出した場合、操作に対するフィードバックとして操作部３を上方に駆動して操作指Ｆに触覚を呈示する。制御部８は、この際、周辺温度に応じてアクチュエータ５に供給する電流Ｉを変化させる。この触覚の呈示は、操作部３を上に、一回突き上げて行われる。   For example, when the touch sensor 4 detects an operation, the control unit 8 drives the operation unit 3 upward as feedback on the operation and presents a tactile sensation to the operation finger F. At this time, the control unit 8 changes the current I supplied to the actuator 5 according to the surrounding temperature. The presentation of the tactile sensation is performed by pushing the operation unit 3 upward once.

なお変形例として制御部８は、周辺温度に関係なく、高温環境下において増加した予圧Ｐｂに応じた電流Ｉを供給するように構成されても良い。この電流Ｉの供給は、予め定められた時間行われる。 Note the control unit 8 as a modification, regardless of the ambient temperature, may be configured to supply a current I corresponding to the preload P b was increased in a high-temperature environment. The supply of the current I is performed for a predetermined time.

以下に本実施の形態の触覚呈示装置１の動作について各図を参照しながら説明する。   Hereinafter, the operation of the tactile sense presentation device 1 of the present embodiment will be described with reference to the drawings.

（動作）
周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）より低い場合、例えば、図２（ａ）に示すように、コイル部６が形状復帰しないので、アクチュエータ５に付加される予圧がＰａであり、アクチュエータ５は、この予圧Ｐａに応じた形状回復温度（Ａｆｗ点）となる。 (motion)
If the ambient temperature is lower than the shape recovery temperature of the coil unit 6 (Afc point), for example, as shown in FIG. 2 (a), the coil unit 6 is not shaped return, preload added to the actuator 5 by P a There, the actuator 5, and becomes a shape recovery temperature in accordance with the preload P a (AFW point).

制御部８は、温度センサ９１によって測定された周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）よりも低く、かつタッチセンサ４が検出した静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０に基づいて操作が検出された場合、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超える温度を発生させる電流Ｉをアクチュエータ５に供給する。 The control unit 8 determines that the ambient temperature measured by the temperature sensor 91 is lower than the shape recovery temperature (Afc point) of the coil unit 6 and the capacitance information S 1 detected by the touch sensor 4 and the touch threshold value 80 If an operation is detected based on the current, an electric current I for generating a temperature exceeding the shape recovery temperature (Afw point) of the actuator 5 is supplied to the actuator 5.

アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、電流Ｉによって温度が上昇し、形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると形状復帰して操作部３を駆動し、操作指Ｆに触覚を呈示する。   For example, as shown in FIG. 2B, the temperature of the actuator 5 rises due to the current I, and when the temperature exceeds a shape recovery temperature (Afw point), the actuator 5 returns to its shape, drives the operation unit 3, and touches the operation finger F. Is presented.

また周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上の場合、例えば、図３（ａ）に示すように、コイル部６が形状復帰するので、アクチュエータ５に付加される予圧がＰｂ（＞Ｐａ）となり、この予圧Ｐｂに応じて形状回復温度（Ａｆｗ点）が高温側にシフトする。 Also if the ambient temperature is above shape recovery temperature of the coil unit 6 (Afc point), for example, as shown in FIG. 3 (a), the coil unit 6 is shaped return, preload added to the actuator 5 P b (> P a), and the shape recovery temperature in accordance with the preload P b (AFW point) is shifted to the high temperature side.

制御部８は、温度センサ９１が測定した周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上であり、かつタッチセンサ４が検出した静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０に基づいて操作が検出された場合、高温側にシフトした形状回復温度（Ａｆｗ点）を超える温度となる電流Ｉをアクチュエータ５に供給する。 The control unit 8 determines that the surrounding temperature measured by the temperature sensor 91 is equal to or higher than the shape recovery temperature (Afc point) of the coil unit 6 and that the capacitance information S 1 detected by the touch sensor 4 and the touch threshold value 80 are used. When the operation is detected, the current I which is higher than the shape recovery temperature (Afw point) shifted to the high temperature side is supplied to the actuator 5.

アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、電流Ｉによって温度が上昇し、高温側にシフトした形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると形状復帰して操作部３を駆動し、操作指Ｆに触覚を呈示する。   For example, as shown in FIG. 2B, the actuator 5 rises in temperature due to the current I and returns to a shape when the temperature exceeds a shape recovery temperature (Afw point) shifted to a high temperature side, and drives the operation unit 3. A tactile sensation is presented to the operation finger F.

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。具体的には、この触覚呈示装置１は、周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上に上昇すると、先にコイル部６の形状が元に戻ってアクチュエータ５に付加する予圧Ｐａを予圧Ｐｂに増加させるので、この構成を採用しない場合と比べて、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）が高温側にシフトし、動作する温度範囲を拡張することができる。また触覚呈示装置１は、常時高い予圧をアクチュエータ５に付加するのではなく、高温環境に曝されて、コイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）を超えて初めて予圧が増加するので、この構成を採用しない場合と比べて、作動耐久の低下を抑制することができる。 (Effects of Embodiment)
The tactile sense presentation device 1 according to the present embodiment can extend the operating temperature range while suppressing a decrease in operation durability. Specifically, when the ambient temperature rises above the shape recovery temperature (Afc point) of the coil portion 6, the tactile sense presentation device 1 returns to the original shape of the coil portion 6 and returns to the preload P applied to the actuator 5. because it increases a to preload P b, as compared with the case not employing the configuration, the actuator 5 of the shape recovery temperature (AFW point) is shifted to the high temperature side, it is possible to extend the temperature range of operation. In addition, the tactile sense presentation device 1 does not always apply a high preload to the actuator 5, but is exposed to a high-temperature environment, and the preload increases only after exceeding the shape recovery temperature (Afc point) of the coil portion 6. As compared with the case where no is adopted, a decrease in operation durability can be suppressed.

触覚呈示装置１は、車両９に搭載されるので、温度変化が激しく、また走行時には振動が生じる。しかし触覚呈示装置１は、動作する温度範囲が広いので温度変化に対応することができる。また触覚呈示装置１は、コイル部６の弾性力によって振動によるがたつきなどを抑制することができる。さらに触覚呈示装置１は、圧電素子によって触覚を呈示する場合と比べて、アクチュエータ５の形状の変化が大きく、その結果、強い触覚を操作指Ｆに伝達するので、走行時の振動によって触覚が弱くなることを抑制することができる。   Since the tactile sense presentation device 1 is mounted on the vehicle 9, the temperature changes greatly, and vibration occurs during traveling. However, the tactile sense presentation device 1 can cope with a temperature change because the operating temperature range is wide. In addition, the tactile sense presentation device 1 can suppress rattling due to vibration due to the elastic force of the coil unit 6. Further, in the tactile sense presentation device 1, the change in the shape of the actuator 5 is large as compared with the case where the tactile sense is presented by the piezoelectric element, and as a result, a strong tactile force is transmitted to the operating finger F. Can be suppressed.

以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   While some embodiments and modifications of the present invention have been described above, these embodiments and modifications are merely examples, and do not limit the invention according to the claims. These new embodiments and modified examples can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the present invention. In addition, not all combinations of the features described in the embodiments and the modified examples are necessarily indispensable as means for solving the problems of the invention. Furthermore, these embodiments and modifications are included in the scope and spirit of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１…触覚呈示装置、２…ベース、２ａ，２ｂ…側面、３…操作部、４…タッチセンサ、５…アクチュエータ、６…コイル部、７…駆動機構、８…制御部、９…車両、２０…表面、２２…凸部、２３…凹凸部、２４ａ，２４ｂ…下面、２５ａ，２５ｂ…フランジ、２６ａ…，２６ｂ…貫通孔、３０…操作面、３１…裏面、３２…凹部、３３…凸部、３４…凹凸部、３５ａ，３５ｂ…円柱体、３６ａ，３６ｂ…ストッパ、３７ａ，３７ｂ…上面、５１…湾曲部、６０，６１…コイル、８０…タッチしきい値、９０…フロアコンソール、９１…温度センサ、Ｆ…操作指、Ｉ…電流、Ｐａ，Ｐｂ…予圧、Ｓ１…静電容量情報、Ｓ２…温度情報、Ｓ３…操作情報 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tactile sense presentation device, 2 ... Base, 2a, 2b ... Side view, 3 ... Operation part, 4 ... Touch sensor, 5 ... Actuator, 6 ... Coil part, 7 ... Drive mechanism, 8 ... Control part, 9 ... Vehicle, 20 ... Surface, 22 ... Convex, 23 ... Concave, 24a, 24b ... Bottom, 25a, 25b ... Flange, 26a ..., 26b ... Through hole, 30 ... Operation surface, 31 ... Back, 32 ... Concave, 33 ... Convex .., 34... Uneven parts, 35 a, 35 b... Cylindrical bodies, 36 a, 36 b. temperature sensor, F ... operating finger, I ... current, P a, P b ... preload, S 1 ... capacitance information, S 2 ... temperature information, S 3 ... operation information

Claims (5)

ベースと、
前記ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、
形状記憶合金を用いて形成されると共に前記ベースと前記操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって前記操作部を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が前記第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰により前記ベースと前記操作部との距離を縮めて前記アクチュエータの予圧を増加させて前記第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、
を備えた触覚呈示装置。 Base and
An operation unit movably attached to the base and operated.
An actuator that is formed using a shape memory alloy and is disposed between the base and the operation unit, and drives the operation unit by shape return by energization,
When the actuator is formed of a shape memory alloy having a second shape recovery temperature lower than a first shape recovery temperature of the actuator, and when an ambient temperature is higher than the second shape recovery temperature, the base and the operating portion are restored by shape recovery. An elastic body portion that reduces the distance between the first shape recovery temperature and the first shape recovery temperature to a higher temperature side by increasing the preload of the actuator;
Tactile sense presentation device provided with. 前記ベースの前記操作部に対向する第１の面、及び前記操作部の前記ベースと対向する第２の面には、複数の凹部と複数の凸部が交互に形成されると共に互いに噛み合うように配置され、
前記アクチュエータは、前記第１の面及び前記第２の面の前記凹部及び前記凸部に挟まれて変形して配置される、
請求項１に記載の触覚呈示装置。 A plurality of concave portions and a plurality of convex portions are alternately formed on a first surface of the base facing the operation portion and a second surface of the operation portion facing the base so as to mesh with each other. Placed,
The actuator is deformed and arranged between the concave portion and the convex portion of the first surface and the second surface,
The tactile presentation device according to claim 1. 前記操作部は、前記第１の面側から突出する複数の柱体、及び前記柱体の先端に設けられたストッパを有し、
前記ベースは、前記柱体が挿入される複数の貫通孔を有し、
前記弾性体部は、前記柱体に通されて前記ベースと前記ストッパの間に配置される、
請求項１又は２に記載の触覚呈示装置。 The operation unit has a plurality of pillars projecting from the first surface side, and a stopper provided at a tip of the pillar,
The base has a plurality of through holes into which the pillars are inserted,
The elastic body portion is disposed between the base and the stopper through the pillar.
The tactile presentation device according to claim 1. 前記操作部に配置され、表面になされた操作を検出する検出部と、
前記検出部が操作を検出した場合、前記アクチュエータに電流を供給して操作に対する触覚を呈示する制御部と、
を備えた、
請求項３に記載の触覚呈示装置。 A detection unit disposed on the operation unit, for detecting an operation performed on the surface;
When the detecting unit detects an operation, a control unit that supplies a current to the actuator to present a tactile sensation to the operation,
With
The tactile presentation device according to claim 3. 前記制御部は、前記周辺温度に応じて前記アクチュエータに供給する電流を制御する、
請求項４に記載の触覚呈示装置。 The control unit controls a current supplied to the actuator according to the ambient temperature,
The tactile presentation device according to claim 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2607932A (en) * 2021-06-16 2022-12-21 Cambridge Mechatronics Ltd SMA haptic assembly
WO2022263833A1 (en) * 2021-06-16 2022-12-22 Cambridge Mechatronics Limited Sma haptic assembly
GB2607932B (en) * 2021-06-16 2024-03-27 Cambridge Mechatronics Ltd SMA haptic assembly

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