JP2020140271A - 触感発生装置および触感発生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】主に、複数のタッチセンサースイッチに対して振動を発生させ得るようにする。【解決手段】振動部材３の裏面３ａ側に、振動発生デバイス４を設置した触感発生装置１に関する。振動発生デバイス４が、振動部材３に対して近接離反動可能な可動鉄心２１と、通電によって可動鉄心２１を振動部材３側へ変位させて振動部材３を押圧変形させると共に、通電の停止によって可動鉄心２１を振動部材３から離反動させて振動部材３を弾性復帰力によって振動させる振動部材３に押圧させるコイル２２とを有するソレノイド２３とされる。振動部材３の裏面側に、振動発生デバイス４に振動を発生させるタッチセンサースイッチ６５が複数配設される。振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５によって振動部材３に対する押圧変形量が異なるようになっている。【選択図】図８

Description

この発明は、触感発生装置および触感発生方法に関する。

例えば、電子機器などには、入力部に触感発生装置を備えたものが存在している。触感発生装置は、振動部材の裏面側に振動発生デバイスを設置した装置であり、振動部材などの表面に触った時に、振動部材の裏面側に設置された振動発生デバイスを用いて振動部材に振動（ハプティック振動）を発生させることで、振動を触感として感じさせることができる。これにより、スイッチなどの入力部に触感発生装置を設けることで、入力部への操作に対して実感（操作感）を与えることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２１５８３０号公報

しかしながら、触感発生装置は、振動発生デバイスで振動部材を直接叩くことで振動を発生させるものとなっており、振動の発生範囲が狭く、改良の余地があった。

上記課題を解決するために、本発明は、
振動部材の裏面側に、振動発生デバイスを設置した触感発生装置において、
前記振動発生デバイスが、前記振動部材に対して近接離反動可能な可動鉄心と、通電によって該可動鉄心を前記振動部材側へ変位させて前記振動部材を押圧変形させると共に、通電の停止によって前記可動鉄心を前記振動部材から離反動させて前記振動部材を弾性復帰力によって振動させるコイルとを有するソレノイドとされ、
前記振動部材の裏面側に、振動発生デバイスに振動を発生させるタッチセンサースイッチが複数配設され、
前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチによって前記振動部材に対する押圧変形量が異なっていることを特徴とする。

本発明によれば、上記構成によって、複数のタッチセンサースイッチに対して振動を発生させることができる。

実施例にかかる触感発生装置を適用した車両の内装品の全体斜視図である。 図１の部分拡大図である。 押圧センサーと複数のタッチセンサースイッチとを備えたセンサーシートの全体構成図である。 触感発生装置の縦断面図である（非通電：待機状態）。 触感発生装置の縦断面図である（通電：作動状態）。 触感発生装置の縦断面図である（非通電：作動状態）。 振動部材を取り外した状態を示す触感発生装置の縦断面図である。 触感発生装置の変形例の縦断面図である。 （ａ）は振動発生デバイスとタッチセンサースイッチとの間の距離が近い場合、（ｂ）は振動発生デバイスとタッチセンサースイッチとの間の距離が遠い場合である。

以下、本実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１〜図８は、この実施の形態を説明するためのものである。

＜構成＞以下、この実施例の構成について説明する。

この実施例にかかる触感発生装置１は、例えば、図１、図２に示すような状態で車両の内装品２などに対して適用される。

そして、図３（〜図５）に示すように、触感発生装置１を、振動部材３の裏面３ａ側に、振動発生デバイス４を設置したものとする。

ここで、触感発生装置１は、人工的に触感を生じさせる装置のことである。触感発生装置１は、振動部材３の表面３ｂに指を触れた時に、振動部材３の振動（ハプティック振動）を触感として指に感じさせるものである。

振動部材３は、振動によって触感を生じさせるために設けられる部材である。振動部材３は、触れる面（表面３ｂ）が存在するように、所要の面形状を有する部材（面状部材）とするのが好ましい。振動部材３は、それ自体で一つの物品を構成するものとしても良いし、例えば、物品の表面側に取付けられて物品の一部を構成するものとしても良い。振動部材３の裏面３ａは、振動発生デバイス４が外部から直接目視できないように隠れた面にするのが好ましい。

振動部材３は、振動し易い部材で構成するのが好ましい。また、振動部材３は、振動し易い状態で設置するのが好ましい。そして、振動部材３の振動し易い部位に対して振動発生デバイス４を設置するのが好ましい。例えば、振動部材３は、物品や外部の部材に対する固定点やその周辺が振動し難い部位となり、固定点から離れた位置が振動し易い部位となる。よって、振動発生デバイス４は、振動部材３の上記固定点から離れた位置に設置するのが、振動発生デバイス４によって振動部材３を振動させ易くする上では好ましい。そのために、振動発生デバイス４は、例えば、複数の上記固定点間の中間部などに設置するのが良い。

振動発生デバイス４は、振動部材３に振動を発生させるために形成されたアクチュエータである。振動発生デバイス４は、振動部材３における振動を発生させたい部位に対して単数または複数設けるようにする。振動部材３で振動を発生させる部位は、１箇所でも複数箇所でも良い。振動発生デバイス４は、振動部材３の裏面３ａに直接固定しても良いし、または、振動部材３が取付けられる物品や外部の部材に固定することで、振動部材３の裏面３ａと対向するように設置されても良い。

振動発生デバイス４を振動部材３の裏面３ａに直接固定した場合には、振動部材３は、振動発生デバイス４を固定した部位が固定点となって振動し難くなるため、振動範囲が狭く限定され、また、得られる振動の振幅も小さくなる。これに対し、振動発生デバイス４を、振動部材３の裏面３ａに直接固定せずに、振動部材３が取付けられる物品や外部の部材に固定した場合には、振動部材３は、振動発生デバイス４の周辺部位の振動が妨げられないため、上記よりも振動範囲は広くなり、また、得られる振動の振幅も大きくなる。よって、触感発生装置１の設置目的に合わせて振動発生デバイス４の設置の仕方を選択することで、振動部材３の振動の範囲や振動の仕方を最適に設定・調整できる。この実施例では、振動発生デバイス４を、振動部材３が取付けられる物品や外部の部材に固定することで、広い範囲に大きな振動を生じさせ得るようにしている。

上記のような構成に対し、更に以下のような構成を備える。
（１）振動発生デバイス４が、振動部材３に対して近接離反動可能な可動鉄心２１と、通電によって可動鉄心２１を振動部材３側へ変位させて振動部材３を押圧変形させると共に、通電の停止によって可動鉄心２１を振動部材３から離反動させて振動部材３を弾性復帰力によって振動させるコイル２２とを有するソレノイド２３とされる。
この際、振動発生前の非通電状態の時に、可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接配置可能な当接手段２４を備えるようにしても良い。

ここで、振動部材３は、ソレノイド２３を用いて振動を発生させられれば弾性変形しないようなもの（例えば、張力を付与した布状体や索状体のようなもの）であっても良いが、振動を発生させ易くするために、また、ソレノイド２３の負担を小さくするために、振動部材３は、弾性変形可能な部材で構成するのが好ましい。ソレノイド２３の押圧による振動部材３の変形量は、指で触って明確に感じ取れる程度の振動が得られれば、僅かでも良い。振動部材３は、少なくとも、ソレノイド２３を設置した部分が振動すれば良い。

そのために、振動部材３は、それ自体で形状を保持可能な形状保持性を有するものとするのが好ましい。また、振動部材３は、ソレノイド２３の押圧力によって弾性変形し、押圧力の解除によって形状復帰が可能な程度の可撓性や柔軟性や靭性を有するのが好ましい。そして、振動部材３には、比較的硬質な材質で比較的薄肉のものを用いるのが好ましい。振動部材３は、例えば、硬質樹脂製や金属製や木製などの薄板材またはパネル材とするのが好ましい。

近接離反動は、振動部材３に近付く方向への動きと、振動部材３から離れる方向への動きのことである。

ソレノイド２３は、棒状の可動鉄心２１と、可動鉄心２１を内部に収容し得るように筒状に巻かれたコイル２２とを備えた電磁的なアクチュエータのことである。ソレノイド２３は、コイル２２に通電することで電磁力が発生されて可動鉄心２１がコイル２２に対し軸線方向（または長手方向）の一側（振動部材３の側）へ強制的に変位される（突出動）。これにより、振動部材３は、押圧されて変形される。ソレノイド２３は、コイル２２への通電を停止することで電磁力がなくなって可動鉄心２１が他側（振動部材３とは反対側）へ戻される（引込動）。これにより、振動部材３は、形状復帰される。可動鉄心２１の移動には可動鉄心２１の自重なども利用できる。可動鉄心２１は、コイル２２の両端部からハミ出し得るように、コイル２２よりも軸線方向に長く延ばされており、コイル２２に通電している時には、可動鉄心２１の一側（突出側）が他側（引込側）よりも大きくコイル２２から突出される。

ソレノイド２３は、筒状のケース２５の内部にコイル２２を収容した構成を備えており、コイル２２は、ケース２５に対して同心に配置される。可動鉄心２１は、少なくともケース２５の一側から外部に突出可能とされる。ソレノイド２３は、可動鉄心２１を、振動部材３と交差する方向、特に、振動部材３とほぼ面直な方向へ向けた状態で、ケース２５一側を振動部材３の裏面３ａ側へ向けて設置される。ソレノイド２３は、コイル２２へ通電する電力に応じて可動鉄心２１の突出量を調整可能なものとすることができる。

ケース２５は、振動部材３と反対の側（ケース２５の他側）が有底となっている。コイル２２の他端部と、ケース２５の底面２５ａとの間には第一のスペース２６が形成される。第一のスペース２６は、可動鉄心２１の他側の端部（他端部）の可動範囲よりも軸線方向に長くなっており、可動鉄心２１の他端部は、第一のスペース２６の内部に収容された状態で軸線方向へ移動される。

ケース２５は、振動部材３の側（ケース２５の一側）が底面２５ａとほぼ平行な仕切部２５ｂで仕切られる。コイル２２は、ケース２５の仕切部２５ｂと底面２５ａとの間の空間に収容され、コイル２２の一端部は仕切部２５ｂの他面側に固定されている。コイル２２の他端部は、上記第一のスペース２６を画成している。

ケース２５は、仕切部２５ｂよりも振動部材３の側の部分が、振動部材３のほぼ裏面３ａの位置まで延びる延長部２５ｃになっている。延長部２５ｃの端部には、フランジ部２５ｄを設けることができる。フランジ部２５ｄは、振動部材３の裏面３ａに当接されても良いし、間隔を有して離間されても良い。

フランジ部２５ｄが、振動部材３の裏面３ａに当接される場合、フランジ部２５ｄは、振動部材３の裏面３ａに固定しても良いし、固定しなくても良い。フランジ部２５ｄを振動部材３の裏面３ａに固定しない場合や、フランジ部２５ｄが振動部材３の裏面３ａから離間される場合には、ケース２５は、振動部材３とは別の部材に取付けられる。フランジ部２５ｄの振動部材３との対向面には、クッション材を設けて振動部材３に対する当たりを和らげ得るようにしても良い。

延長部２５ｃ（またはフランジ部２５ｄ）の内側となる、仕切部２５ｂと振動部材３の裏面３ａとの間の部分には、第二のスペース２７が形成される。第二のスペース２７の軸線方向の寸法は、可動鉄心２１の一側の端部（先端部）が最大に突出した時にフランジ部２５ｄの外側へ突出され、最大に引込められた時に、フランジ部２５ｄの内側に収容される長さとされる。

触感発生装置１における可動鉄心２１の状況について説明すると、可動鉄心２１の一側の端部（先端部）は、振動部材３の裏面３ａに対して結合・固定されないように振動部材３の裏面３ａから切離される。

可動鉄心２１の先端部は、当接手段２４がなければ、（非通電状態の時に）引っ込められて振動部材３の裏面３ａから離れた状態になる。当接手段２４を設けることで、図６に示すように、可動鉄心２１の先端部は、ケース２５の一端側から外方へ最大突出位置まで突出するように当接手段２４で付勢される。可動鉄心２１の先端部は、振動部材３の裏面３ａによって押さえられることで、図３に示すように、最大突出位置と最大引込位置との中間位置まで引っ込められて振動部材３の裏面３ａに当接した状態で待機されることになる（待機状態）。

そして、可動鉄心２１の先端部は、待機状態からコイル２２に通電することで、図４に示すように、通常時の振動部材３の裏面３ａの位置を越えて最大突出位置まで強制的に突出される。この通電による可動鉄心２１の突出動によって、振動部材３は、待機状態となっている時の形状に対して、表面側へ突出した形状に押圧変形させられる。なお、この時の可動鉄心２１の先端部の位置は、図６の時と同じになる。

当接手段２４は、待機状態の時に可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接させ得ればどのようなものを使っても良い。好ましくは、当接手段２４は、後述のようにする。

（２）当接手段２４は、可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａへ向けて付勢する弾性当接部材３１としても良い。

ここで、当接手段２４（または当接部）には、例えば、ソレノイド２３と同様の別のアクチュエータ（駆動手段）を用いることができる。しかし、振動発生デバイス４の構造をシンプルにするためには弾性当接部材３１を用いた構成にするのが好ましい。

弾性当接部材３１は、弾性力を利用して、可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接させる部材（弾性部材）である。弾性当接部材３１は、可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａに当接した時に、付勢力がほぼ解放されるように設置しても良い。また、弾性当接部材３１は、振動部材３が形状を維持可能な弾性力で可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａへ向けて付勢するように設置しても良い。振動部材３が形状を維持可能な弾性力とは、振動部材３が、待機状態にて弾性当接部材３１の弾性力によって当接されている時に、振動部材３の変形が外部から分からない程度に抑えられる程度の弾性力のことである。

上記したように、振動発生デバイス４が振動部材３で覆われていない場合には、可動鉄心２１は、弾性当接部材３１で押されることで、仮想線で示すような非変形状態の振動部材３の裏面３ａの位置か、または、非変形状態の振動部材３の裏面３ａの位置を越えた最大突出位置まで突出される（図６）。この状態で、振動発生デバイス４の上に振動部材３を設けると、図３に示すように、可動鉄心２１は、振動部材３に押えられて、可動範囲の中間位置で、振動部材３の裏面３ａに当接した状態になる（待機状態）。この時、振動部材３に、可動鉄心２１を介して弾性当接部材３１の弾性力が作用されても、弾性当接部材３１の弾性力を上記のようにすることで、振動部材３は、この弾性当接部材３１の弾性力によってほとんど変形されなくなるので、弾性力を加える前とほぼ同じ形状に保たれる。よって、振動部材３の形状に悪影響を与えることがない。

弾性当接部材３１には、当接用バネや当接用弾性体を使用できる。当接用バネには、コイルスプリングなどのバネ（圧縮バネ）を使用できる。また、当接用弾性体には、ゴムなどの弾性材を使用できる。この場合、弾性当接部材３１は振動部材３の形状保持力よりも弾性力が弱い弾性部材を用いるのが好ましい（弾性当接部材３１の弾性力＜振動部材３の形状保持力）。また、弾性当接部材３１は、振動部材３の弾性復帰の妨げとならないように用いられる。

但し、待機状態にて弾性当接部材３１の弾性力によって当接されて変形した時の形状を振動部材３の初期形状に設定しても良い。この場合には、弾性当接部材３１は振動部材３の形状保持力よりも弾性力が強い弾性部材を用いることが可能である。

弾性当接部材３１は、ソレノイド２３の引込側（第一のスペース２６）や、ソレノイド２３の突出側（第二のスペース２７）に設置できる。

ソレノイド２３の引込側に弾性当接部材３１を設置する場合、図３に示すように、弾性当接部材３１は、ケース２５の底部と可動鉄心２１の引込側の端部（または端部近傍）に設けた第一のフランジ部３５との間に介装する。

ソレノイド２３の突出側に弾性当接部材３１を設置する場合、図７に示すように、弾性当接部材３１は、仕切部２５ｂと可動鉄心２１の突出側の端部（または端部近傍）に設けた第二のフランジ部３６との間に介装する。

弾性当接部材３１が当接用バネ（コイルスプリング）の場合、当接用バネは可動鉄心２１に対して外嵌できる。また、弾性当接部材３１がゴムなどの弾性材の場合、弾性材はリング状にすることで可動鉄心２１に対して外嵌できる。

（３）コイル２２への通電を停止した時に、可動鉄心２１の振動部材３に対する離反動を早める戻り助勢手段４１を備えても良い。

ここで、コイル２２への通電を停止した時とは、振動部材３に振動を発生させるために可動鉄心２１に作用させた電磁力をなくした時のことである。離反動は、可動鉄心２１が振動部材３から離間しない場合と、図５に示すように、可動鉄心２１が振動部材３から離間する場合との両方を含むことができる。可動鉄心２１が振動部材３から離間しない場合は、例えば、可動鉄心２１の動きに追従して振動部材３が変形や変位を起こすことで生じ得る。可動鉄心２１が振動部材３から離間する場合は、例えば、可動鉄心２１の動きに追従せずに振動部材３が変形や変位を起こすことで生じ得る。

戻り助勢手段４１（または戻り助勢部）は、可動鉄心２１の振動部材３に対する離反動の速度を早めることができれば、どのようなものでも良い。好ましくは、戻り助勢手段４１は、後述のようにする。

（４）戻り助勢手段４１は、可動鉄心２１を振動部材３から離反する方向へ付勢する弾性引戻部材５１としても良い。

ここで、戻り助勢手段４１には、例えば、ソレノイド２３と同様の別のアクチュエータ（駆動手段）を用いることができる。しかし、振動発生デバイス４の構造をシンプルにするためには、戻り助勢手段４１に弾性引戻部材５１を用いるのが好ましい。

弾性引戻部材５１は、振動部材３の弾性復帰の妨げとならないように用いられる。弾性引戻部材５１は、作動状態で、コイル２２へ通電して可動鉄心２１を突出させている時にソレノイド２３によって撓められて弾性力を蓄積する。弾性引戻部材５１は、また、待機状態の時に弾性当接部材３１の弾性力によって撓め得るように弾性当接部材３１の弾性力よりも弾性力が弱い弾性部材で構成しても良い（弾性引戻部材５１の弾性力＜弾性当接部材３１の弾性力）。あるいは、弾性引戻部材５１は、待機状態の時に弾性当接部材３１と共に、付勢力がほぼ解放された状態となるように設置しても良い。

弾性引戻部材５１には、引戻用バネや引戻用弾性体を使用できる。引戻用バネには、コイルスプリングなどのバネ（圧縮バネ）を使用できる。また、引戻用弾性体には、ゴムなどの弾性材を使用できる。

弾性引戻部材５１は、ソレノイド２３の引込側（第一のスペース２６）や、ソレノイド２３の突出側（第二のスペース２７）に設置できる。

ソレノイド２３の引込側に弾性引戻部材５１を設置する場合、図３に示すように、弾性引戻部材５１は、コイル２２の他端部と可動鉄心２１の引込側の端部の途中に設けた第一のフランジ部３５との間に介装する。

ソレノイド２３の突出側に弾性引戻部材５１を設置する場合、図７に示すように、弾性引戻部材５１は、振動部材３の裏面３ａと可動鉄心２１の突出側の端部（または端部近傍）との間に設けた第二のフランジ部３６との間に介装する。

弾性引戻部材５１が引戻用バネ（コイルスプリング）の場合、引戻用バネは、可動鉄心２１に対して外嵌できる。また、弾性引戻部材５１がゴムなどの弾性材の場合、弾性材はリング状にすることで可動鉄心２１に対して外嵌できる。

（５）図１、図２に示すように、振動部材３は、車両６１に設置される内装品２に設けられても良い。

ここで、振動部材３は、例えば、建物の室内に設置される内装品２などに対して設けることもできるが、車両６１の車室内に設置される内装品２に設けても良い。内装品２は、室内や車室内に設けられる機器や物品や装飾品のことである。振動部材３は、内装品２の表面意匠を構成するものに設置しても良いし、または、触感が感じ取れるのであれば、内装品２の内奥部に外から見えないように設置しても良い。

車両６１（の車室内）に設置される内装品２には、例えば、インストルメントパネルやセンターコンソールなどの各種の内装パネル６２（車両用内装パネル）がある。更に、これらの内装品２には、サブパネルやフィニッシャーなどの補助的な内装品２を適宜取付けることができる。インストルメントパネルやセンターコンソールやサブパネルやフィニッシャーなどの内装品２は、デザイン上、複雑な三次元形状を有している。

この実施例では、インストルメントパネルやセンターコンソールなどの内装品２、またはこれらの内装品２に取付けられる補助的な内装品２を、振動部材３として用いるようにしている。

（６）振動発生デバイス４は、内装品２に設置されたタッチセンサースイッチ６５の周囲に設けても良い。

一般に、車両６１では、内装品２を構成するインストルメントパネルやセンターコンソールの部分に、スイッチパネルを設けたものがある。通常の場合、スイッチパネルは、インストルメントパネルやセンターコンソールなどの内装品２や、サブパネルやフィニッシャーなどの補助的な内装品２とは別部材で構成されており、スイッチパネルの表面には、指で実際に押込むスイッチボタン（実ボタン）が配置されている。

これに対し、この実施例では、インストルメントパネルやインストルメントパネルに取付けられるフィニッシャーなどの内装品２の裏面３ａ側にタッチセンサーによるスイッチ（タッチセンサースイッチ６５）を設けることで、インストルメントパネルやフィニッシャー自体をスイッチパネルにしている。タッチセンサーは、振動部材３の表面３ｂへの接触や近接を検知するセンサーであり、スイッチとして使うことができる。タッチセンサースイッチ６５は、例えば、図２Ａに示すように、一枚のシート材６７の上に並べた状態で一度に形成することができる。シート材６７は、絶縁性を有する樹脂などで構成される。タッチセンサースイッチ６５は、例えば、一つの電極にて構成可能な自己容量式のタッチセンサーなどとすることができる。また、一枚のシート材６７の縁部には、例えば、二つの電極（発振側電極６８ａおよび受信側電極６８ｂ）の間に静電容量を蓄えられるようにした静電容量式の押圧センサー６８や、タッチセンサースイッチ６５や静電容量式の押圧センサー６８の静電容量の変化を検知するためのＩＣ６９などを設けても良い。

静電容量式の押圧センサー６８は、発振側電極６８ａと受信側電極６８ｂとを取付けたシート材６７の突出片６８ｃを折り曲げることによって形成することができる。発振側電極６８ａと受信側電極６８ｂとの間には、両者の間隔を一定に保つためのスペーサなどを設けても良い。スペーサは、例えば、静電容量を蓄えることができるゴムなどの弾性体などとすることができる。

静電容量式の押圧センサー６８は、タッチセンサースイッチ６５よりも感度が高いものとなる。静電容量式の押圧センサー６８は、複数のタッチセンサースイッチ６５に対して多対一の関係で設けることができる。この場合、静電容量式の押圧センサー６８は、発振側電極６８ａと受信側電極６８ｂとの間の間隔の変化によって、押込方向の変位を検出することができる。複数のタッチセンサースイッチ６５はタッチ位置を検出することができる。押込方向の変位とタッチ位置との両方を確認して押込み操作を判断することで誤検知をなくすことが可能になる。

このような構成を有する一枚のシート材６７は、インストルメントパネルなどの内装品２の裏面側に配設される。一枚のシート材６７には、静電容量式の押圧センサー６８や、タッチセンサースイッチ６５やＩＣ６９などを電気的に接続するための配線６７ａが適宜設けられる。これにより、インストルメントパネルから別部材で構成されたスイッチパネルをなくすことができ、指で実際に押込むスイッチボタンもなくすことができる。この実施例では、タッチセンサースイッチ６５は、インストルメントパネルの車幅方向６４のほぼ中央部に、空調装置（エアコン）の操作スイッチとして複数設けられている。

そして、車両６１の内装品２（例えば、インストルメントパネルやフィニッシャーなど）にタッチセンサースイッチ６５と共に触感発生装置１を設けて、タッチセンサースイッチ６５が反応した時に直ちに触感発生装置１を作動させることで、タッチセンサースイッチ６５への入力時に触感が発生するスイッチパネルが得られる。

インストルメントパネルやフィニッシャーには、タッチセンサースイッチ６５を複数設けることができる。そして、触感発生装置１は、タッチセンサースイッチ６５ごとに一対一の割合で設けるか、または、複数のタッチセンサースイッチ６５に対して多対一の割合で設けるようにする。この場合、触感発生装置１は、振動部材３上のタッチセンサースイッチ６５のいずれかに触れた時に指で振動が感じられる範囲内の位置に適宜設けられる。この際、図８に示すように、触感発生装置１の振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５によって振動部材３に対する押圧変形量α，βが異なるようにしても良い（α＜β）。そして、触感発生装置１の振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２に応じて振動部材３に対する押圧変形量α，βが異なるようにしても良い。特に、触感発生装置１の振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２が近いほど（Ｌ１＜Ｌ２）振動部材３に対する押圧変形量α，βが小さくなるようにしても良い（距離Ｌ１のとき押圧変形量α、距離Ｌ２のとき押圧変形量β）。振動部材３に対する押圧変形量は、可動鉄心２１の突出量によって調整される。

また、インストルメントパネルやフィニッシャーのタッチセンサースイッチ６５を設けた部分を表示部６６とする。表示部６６は、タッチセンサースイッチ６５の操作内容が分かる図柄にする。表示部６６は、光が透過しない肉厚を有するフィニッシャーの一部に光を透過可能な薄肉の部分を設けたり、二色成形などによって透明樹脂の部分を埋設したりすることで、インストルメントパネルやフィニッシャーに形成される。タッチセンサースイッチ６５を透明電極で構成し、表示部６６の裏面３ａ側に、直接または導光部を介して光源を配置することで、表示部６６が透過照明可能になる。

但し、車両６１において触感発生装置１を設けることができる内装品２は、上記に限るものではなく、例えば、ハンドルやシートのような内装品２とすることができる。触感発生装置１をシートに設ける場合、振動部材３は、例えば、シートの枠組みを構成するシート枠にすることができる。シート枠はクッション材やカバーなどで覆われることによって外部から見えなくなる。触感発生装置１によって発生される振動は、クッション材やカバーを介してシートの表面に伝えられる大きさに設定する。

（７）以下、上記触感発生装置１を用いた触感発生方法について説明する。
触感発生方法は、振動部材３の裏面３ａ側に設置した振動発生デバイス４を用いて、振動部材３に振動を発生させることで触感を感じさせるものである。
振動発生デバイス４に、振動部材３に対して近接離反動可能な可動鉄心２１と、通電によって可動鉄心２１を振動部材３に押圧させるコイル２２とを有するソレノイド２３を用いる。
そして、図４に示すように、通電によって可動鉄心２１を振動部材３に押し付けて振動部材３を押圧変形させた後に、図５に示すように、通電の停止によって可動鉄心２１を振動部材３から離反動させて振動部材３を形状復帰させることで、振動部材３に弾性復帰力による振動を発生させるようにする。

この際、振動発生前の非通電状態の時に、図３に示すように、当接手段２４（例えば、弾性当接部材３１）を用いて可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接した状態で待機させておいても良い。

また、戻り助勢手段４１（例えば、弾性引戻部材５１）によって、コイル２２への通電を停止した時に、可動鉄心２１の振動部材３に対する離反動を早めるようにしても良い。

そして、車両６１に設置される内装品２（例えば、タッチセンサースイッチ６５の周囲）に対して振動部材３で振動（触感）を発生させるようにしても良い。

＜作用＞以下、この実施例の作用について説明する。

触感発生装置１は、振動部材３と振動発生デバイス４とを備えて、振動部材３の表面３ｂに触った時に、振動部材３の裏面３ａ側に設置された振動発生デバイス４で振動部材３に振動を発生させることにより、振動部材３の振動を触感として感じさせる、または、触感を強調する装置である。これにより、振動部材３の表面３ｂに触った者に人工的に実感（実際に何かを操作したかのような操作感）を与えることができる。

この際、振動部材３には弾性変形可能なものを用いるのが好ましい。これにより、振動発生デバイス４による振動部材３の振動が大きくなって、触感を感じ易くなる。

触感発生装置１は、例えば、タッチセンサースイッチ６５を用いたタッチセンサースイッチ６５などの入力装置と組合せることで、タッチセンサースイッチ６５への入力時に触感（操作実感）が得られるように構成できる。また、触感発生装置１は、例えば、単独で設けることで、振動を利用して注意喚起を行わせるのに使うことができる。

＜効果＞この実施例によれば、以下のような効果を得ることができる。

（効果１）振動発生デバイス４を、可動鉄心２１とコイル２２とを有するソレノイド２３で構成した。ソレノイド２３は、コイル２２に通電することで、可動鉄心２１が電磁力で振動部材３に近接動（突出動）されて、振動部材３を裏面３ａ側から表面３ｂ側へ向けて強制的に押圧変形させる。また、ソレノイド２３は、コイル２２への通電を停止することで、電磁力がなくなって可動鉄心２１が振動部材３から離反動（引込動）されて、振動部材３に対する強制的な押圧変形が瞬時に解除される。このように、可動鉄心２１による押圧力が瞬時になくなることで、押圧変形された振動部材３は、振動部材３が持つ弾性力によって急激に形状復帰しようとする。そのため、振動部材３に振動が発生し、この振動部材３の振動によって擬似的な触感が発生される。

そして、当接手段２４を設けて、振動発生前に、可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接させた状態で待機させている。このような待機状態にすることで、振動部材３を直接叩かずに、振動部材３に振動を発生させることが可能になる。この際、ソレノイド２３は、可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａを直接叩くことなく作動するので、大きな打突音の発生をなくすことができる。また、振動部材３の振動は、振動部材３の弾性復帰力によって生じるので、振動部材３を叩いて無理に振動を発生させた場合と比べて、より自然な振動や触感が得られる。

このように、振動部材３の押圧変形・弾性力による形状復帰を利用して、振動部材３を直接叩かずに振動部材３に振動を発生させる場合には、ソレノイド２３のような比較的大型の振動発生デバイス４を用いるのが有効となる。

また、振動部材３の裏面３ａに振動発生デバイス４を設置する際には、（振動部材３や振動発生デバイス４の）寸法バラ付きの影響を考慮する必要があるが、ソレノイド２３は比較的大型の振動発生デバイス４であり、可動鉄心２１の可動ストロークが大きいため、振幅が小さい他の小型の振動発生デバイスを用いる場合と比べて、寸法バラ付きの影響を受け難く、振動発生デバイス４の設置が容易となる。また、上記により、振動部材３の裏面３ａ側に振動発生デバイス４を設置するのに、特別なバラ付き吸収手段を設けなくて済む。よって、ソレノイド２３を用いることで、寸法バラ付きの影響がなくなり、安定した作動が得られるので、構造的に有利になる。

そして、振動部材３の裏面３ａに振動発生デバイス４を設置する際の寸法バラ付きの影響は、待機状態の時に、当接手段２４によって可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａに当接されるようにセットすることで簡単に吸収される。

（効果２）当接手段２４には、弾性当接部材３１を用いても良い。弾性当接部材３１の弾性力を利用することで、待機状態の時に、可動鉄心２１の先端部を可動範囲の中間位置まで突出させた状態で、振動部材３の裏面３ａに軽く押当てさせるようにセットすることが容易且つ確実にできる。また、ソレノイド２３によって振動部材３に振動を発生させる時にも、弾性当接部材３１が振動の妨げになり難い。

この際、当接手段２４に、当接用バネや当接用弾性体などの弾性当接部材３１を用いることで、例えば、当接手段２４として別のアクチュエータを用いて別のアクチュエータを電気的に駆動する場合と比べて、当接手段２４の構成を簡略化できる。

なお、振動を発生させる作動状態の途中で、通電を停止して可動鉄心２１が引込められる時に、可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａから一時的に離間して、再び振動部材３の裏面３ａに当接するような現象が起こり得る。しかし、この現象によって可動鉄心２１が振動部材３から離間する距離は僅かであり、離間後に再び可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａに当接する時も、振動発生デバイス４（による電磁力）ではなく弾性当接部材３１の弾性力による当接になる。そのため、可動鉄心２１が、振動部材３の裏面３ａに対してそれほど強く当たることがないので、この当接による打突音は小さなものとなり、特に気にならない程度に抑えられる。

（効果３）振動を発生させる作動状態の途中で、コイル２２への通電を停止した時に、可動鉄心２１の振動部材３に対する離反動を早める戻り助勢手段４１を備えても良い。このように、コイル２２への通電を停止して電磁力がなくなった時に、戻り助勢手段４１が可動鉄心２１の振動部材３から離間する方向への動きを助勢することで、振動部材３に振動が発生するタイミング（振動部材３の応答速度）をより早くできる。

（効果４）戻り助勢手段４１は、弾性引戻部材５１としても良い。弾性引戻部材５１は、ソレノイド２３の電磁力によって可動鉄心２１が最大突出位置まで突出する時に、可動鉄心２１の動きと共に撓められて弾性力が蓄積される。なお、弾性引戻部材５１は、弾性当接部材３１の押圧力によって可動鉄心２１が中間位置まで突出する待機状態の時にも、僅かに撓められるように、弾性当接部材３１よりも弱い弾性部材としても良い（弾性引戻部材５１＜弾性当接部材３１）。

この際、戻り助勢手段４１に、引戻用バネや引戻用弾性体などの弾性引戻部材５１を用いることで、例えば、戻り助勢手段４１として別のアクチュエータを用いて別のアクチュエータを電気的に駆動する場合と比べて、戻り助勢手段４１の構成を簡略化できる。

具体的には、弾性引戻部材５１（戻り助勢手段４１）は、待機状態で弾性当接部材３１によって可動鉄心２１が振動部材３の裏面３ａに予め軽く当接されている時には、弾性力がほとんど蓄積されていないか、或いは、弾性当接部材３１によって僅かに撓められて弾性力が僅かに蓄積された状態になっている。この時、弾性当接部材３１（当接手段２４）は、可動鉄心２１を振動部材３へ当接させることで蓄積していた弾性力の大部分が使われた状態になる。

そして、コイル２２への通電によって可動鉄心２１が強制的に突出動されると、弾性引戻部材５１は撓められて弾性力が最大に蓄積された状態になる。この時、弾性当接部材３１（当接手段２４）は、可動鉄心２１が最大突出位置まで突出することでほぼ自然長またはその近くまで伸ばされて蓄積した弾性力がほとんど残っていない状態になる（または、自然長よりも伸ばされることで反対方向への弾性力が蓄積された状態になるようにしても良い）。

次いで、コイル２２への通電を停止した時に、振動部材３に形状復帰が生じ、これと共に、弾性引戻部材５１に蓄積された弾性力が一気に解放されて可動鉄心２１を振動部材３から離反動する方向へ付勢することで、振動部材３自体の復元力や可動鉄心２１の自重によって得られる振動部材３の応答速度よりも、弾性引戻部材５１の弾性力が加わった分（通電を停止した時の弾性引戻部材５１の弾性力と弾性当接部材３１の弾性力との差分）だけ、振動部材３の応答速度が高められる（弾性引戻部材５１がない場合の応答速度＜弾性引戻部材５１を設けた場合の応答速度）。この時、弾性当接部材３１（当接手段２４）には、再び可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａへ当接させるための弾性力が蓄積される。

その後は、弾性当接部材３１に蓄積された弾性力によって、可動鉄心２１は再び待機状態（振動部材３の裏面３ａに軽く当接した状態）に戻される。

（効果５）振動部材３は、車両６１に設置される内装品２に設けても良い。これにより、車両６１の内装品２は触感発生機能を一体に有するものとなり、触感発生機能を備えた内装品２を容易に得ることができる。

また、例えば、触感発生装置１を、車両６１のハンドルやシートのような内装品２に単独で設けることで、運転中に車両６１が検知した警告情報（例えば、歩行者の飛び出しや先行車の急な割込みや先行車の急停車に対する警告情報）を、内装品２を介して乗員の体へ素早く伝えて注意喚起を行わせることができる。警告情報は、例えば、自動運転を行うために車両６１に設けた各種のセンサーやカメラからの信号を情報処理することで得たものを使うことができる。

（効果６）振動発生デバイス４は、内装品２に設置されたタッチセンサースイッチ６５の周囲に設けても良い。これにより、タッチセンサースイッチ６５への入力に合せて触感を発生させることができる。しかも、振動部材３の裏面３ａ側に触感発生装置１とタッチセンサースイッチ６５とを組合せて設けることで、内装品２を、（裏面３ａ側に設置されたタッチセンサースイッチ６５によって）見えないスイッチを備えると共に、見えないスイッチが（触感発生装置１によって、指で実際に押込むことができるスイッチボタンと同様の）操作感を有する高機能なスイッチパネルにできる。

（効果７）上記触感発生装置１を用いた触感発生方法として、振動発生前に、当接手段２４を用いて可動鉄心２１を振動部材３の裏面３ａに当接した状態で待機させておき、可動鉄心２１を振動部材３に押し付けて振動部材３を押圧変形させた後に、可動鉄心２１を振動部材３から離反動させて振動部材３を形状復帰させることで、振動部材３に振動を発生させるようにしても良い。このような触感発生方法によれば、上記効果１と同様の作用効果を得ることができる。

更に、この実施例は、以下のような特徴を有している。

（効果８）振動部材３の裏面側に、振動発生デバイス４に振動を発生させるタッチセンサースイッチ６５を複数配設しても良い。この実施例の振動発生デバイス４は、振動部材３を直接叩くのではなく、ソレノイド２３を用いて振動部材３に弾性復帰力による振動を生じさせるようになっているので、振動部材３の広い範囲に振動が伝わり易い。これにより、１つの振動発生デバイス４でも、複数のタッチセンサースイッチ６５に対して同時に振動（ハプティック振動による触感）を発生させることが可能になる。そのため、振動発生デバイス４の数を減らして、振動発生デバイス４の設置スペースの削減やコスト削減などを図ることができる。
また、振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５によって振動部材３に対する押圧変形量α，βが異なるようにしても良い（α＜β）。これにより、タッチセンサースイッチ６５ごとに、振動部材３の振動の大きさを個別に変えることが可能になる。よって、各タッチセンサースイッチ６５に合った大きさに振動を設定・調整することができる。または、振動部材３に与える振動の大きさの違いによって、どのタッチセンサースイッチ６５に触ったかの対応付けを行わせることなどができる。

（効果９）振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２に応じて振動部材３に対する押圧変形量α，βが異なるようにしても良い。これにより、振動部材３に対する押圧変形量α，βを、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２を基準にして異ならせるように設定することができる。よって、振動部材３に対する押圧変形量α，βの設定を容易化することができる。

（効果１０）振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２が近いほど（Ｌ１＜Ｌ２）振動部材３に対する押圧変形量α，βが小さくなるようにしても良い（距離Ｌ１のときの押圧変形量α、距離Ｌ２のときの押圧変形量β）。または、タッチセンサースイッチ６５からの距離が遠いほど振動部材３に対する押圧変形量が大きくなるようにしても良い。これにより、例えば、振動発生デバイス４からの距離Ｌ１，Ｌ２にかかわらず、どのタッチセンサースイッチ６５を触っても振動部材３の振動を一定に感じさせることが可能になる。よって、安定した触感を得ることができる。

（効果１１）触感発生方法は、振動部材３の裏面側に設置された複数のタッチセンサースイッチ６５のいずれかを触ったときに、振動部材３の裏面側に設置した振動発生デバイス４を用いて、振動部材３に振動を発生させることで触感を感じさせるようにした触感発生方法において、振動発生デバイス４に、振動部材３に対して近接離反動可能な可動鉄心２１と、通電によって可動鉄心２１を振動部材３に押圧させるコイル２２とを有するソレノイド２３を用い、通電によって可動鉄心２１を振動部材３に押し付けて振動部材３を押圧変形させた後に、通電の停止によって可動鉄心２１を振動部材３から離反動させて振動部材３を形状復帰させることで、振動部材３に弾性復帰力による振動を発生させると共に、振動発生デバイス４は、タッチセンサースイッチ６５によって振動部材３に対する押圧変形量α，βを異ならせるようにしても良い。このような触感発生方法によれば、上記効果８と同様の作用効果を得ることができる。

触感発生方法は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２に応じて振動部材３に対する押圧変形量α，βが異なるようにしても良い。これにより、上記効果９と同様の作用効果を得ることができる。

また、触感発生方法は、タッチセンサースイッチ６５からの距離Ｌ１，Ｌ２が近いほど（Ｌ１＜Ｌ２）振動部材３に対する押圧変形量α，βが小さくなるようにしても良い（距離Ｌ１のときの押圧変形量α、距離Ｌ２のときの押圧変形量β）。これにより、上記効果１０と同様の作用効果を得ることができる。

１ 触感発生装置
２ 内装品
３ 振動部材
３ａ 裏面
４ 振動発生デバイス
２１ 可動鉄心
２２ コイル
２３ ソレノイド
２４ 当接手段
３１ 弾性当接部材
４１ 戻り助勢手段
５１ 弾性引戻部材
６１ 車両
６５ タッチセンサースイッチ
α，β 押圧変形量
Ｌ１，Ｌ２ 距離

上記課題を解決するために、本発明は、
振動部材の裏面側に、振動発生デバイスを設置した触感発生装置において、
前記振動発生デバイスが、前記振動部材に対して近接離反動可能な可動鉄心と、通電によって該可動鉄心を前記振動部材側へ変位させて前記振動部材を押圧変形させると共に、通電の停止によって前記可動鉄心を前記振動部材から離反動させて前記振動部材を前記振動部材の弾性復帰力によって振動させるようにするコイルとを有するソレノイドとされ、
前記振動部材の裏面側に、振動発生デバイスに振動を発生させるタッチセンサースイッチが複数配設され、
前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチからの距離に応じて前記振動部材に対する押圧変形量が異なっていることを特徴とする。

Claims (4)

1. 振動部材の裏面側に、振動発生デバイスを設置した触感発生装置において、
   前記振動発生デバイスが、前記振動部材に対して近接離反動可能な可動鉄心と、通電によって該可動鉄心を前記振動部材側へ変位させて前記振動部材を押圧変形させると共に、通電の停止によって前記可動鉄心を前記振動部材から離反動させて前記振動部材を弾性復帰力によって振動させるコイルとを有するソレノイドとされ、
   前記振動部材の裏面側に、振動発生デバイスに振動を発生させるタッチセンサースイッチが複数配設され、
   前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチによって前記振動部材に対する押圧変形量が異なっていることを特徴とする触感発生装置。
2. 請求項１に記載の触感発生装置であって、
   前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチからの距離に応じて前記振動部材に対する押圧変形量が異なっていることを特徴とする触感発生装置。
3. 請求項２に記載の触感発生装置であって、
   前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチからの距離が近いほど前記振動部材に対する押圧変形量が小さくなっていることを特徴とする触感発生装置。
4. 振動部材の裏面側に設置された複数のタッチセンサースイッチのいずれかを触ったときに、振動部材の裏面側に設置した振動発生デバイスを用いて、前記振動部材に振動を発生させることで触感を感じさせるようにした触感発生方法において、
   前記振動発生デバイスに、前記振動部材に対して近接離反動可能な可動鉄心と、通電によって該可動鉄心を前記振動部材に押圧させるコイルとを有するソレノイドを用い、
   通電によって前記可動鉄心を前記振動部材に押し付けて前記振動部材を押圧変形させた後に、通電の停止によって前記可動鉄心を前記振動部材から離反動させて前記振動部材を形状復帰させることで、前記振動部材に弾性復帰力による振動を発生させると共に、
   前記振動発生デバイスは、前記タッチセンサースイッチによって前記振動部材に対する押圧変形量を異ならせることを特徴とする触感発生方法。