JP4386807B2 - 触覚パネル - Google Patents

Description

本発明は触覚パネルに関し、より詳細には、振動パネルの推力低下を防止することが可能で且つ組立が容易な構造の触覚パネルに関する。

図１は、従来の触覚パネル（ハプティックパネル）の構成を説明するための概略図で、触覚パネルの構成部材の各部を分解して示した斜視図である。この図において、符号１１は上枠、１２は下枠であり、下記に説明する振動パネル１３などの構成部材を上下方向から挟み込んで一体的に固定する枠である。

振動パネル１３の直下にはこの振動パネル１３の外周縁領域に周回される状態で接着された駆動用コイル１４が設けられており、この駆動用コイル１４に電流を流して振動パネル１３に推力を与える。

駆動用コイル１４が接着された矩形の振動パネル１３は、その短辺側の縁部に配置された上側振動パネル押え（１５ａと１５ｂ）ならびに下側振動パネル押え（１６ａと１６ｂ）によって上下方向から押付けられて固定されている。

下側振動パネル押え１６ａ、１６ｂの直下には、振動パネル１３に対向する面がＮ極の棒状の永久磁石とＳ極の棒状の永久磁石からなる２つの永久磁石の組１７ａおよび１７ｂがそれぞれ、ヨーク１８ａおよび１８ｂの上に配置されて設けられており、上枠１１と下枠１２の４隅の外周縁領域に形成された取付孔（１１ａ〜ｄ、１２ａ〜ｄ）にボルトなどを貫通させることでパネルとして一体化される。
特開２００１−３３３４９３号公報

図１に示したような従来構成の触覚パネルの振動パネル押えには、一般に、振動パネルの推力を低下させないようにとの配慮から、スポンジやゴムなどの柔らかな弾性素材が用いられるが、振動パネルが上側と下側とから押さえつけられて固定される構成である以上、振動パネルが上下に振動する際の推力は振動パネル押えによって吸収されざるを得ず、振動に寄与する実効的な推力が低下してしまうという問題がある。

ところで、特許文献１には、振動膜の材質として液晶ポリマーフィルムを選択して吸湿膨張率を低く押えたり、永久磁石のヨークと反対側の磁極面に緩衝シートを貼り付けこの緩衝シートと振動膜の間に空隙を設けることにより、振動膜の自由な振動を妨げることのない平面スピーカが開示されている。しかしながら、このような平面スピーカにおいては、永久磁石と渦巻き状コイルの対は振動膜に概ね均一に配置され、図１に示すような振動パネルの外縁部に駆動コイルを周回させる触覚パネルとは全く構成が異なるため、上記のような手法により振動パネルの推力低下防止に適用することはできない。

また、振動パネルに所定の推力を与えるためには、Ｎ極とＳ極の永久磁石の組（およびこれに対応して設けられるヨーク）と駆動コイルとが所定の位置関係にあることが必要であるが、図１に示した構成では永久磁石の組を位置決めする手段が設けられていないために、これらの永久磁石の組を最適位置に配置することが容易ではなく組立工程が煩雑とならざるを得ないという問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、振動パネルの推力低下を防止することが可能で且つ組立が容易な構造の触覚パネルを提供することにある。

本発明は、かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、触覚パネルであって、振動パネルと、該振動パネルに対向して設けられたヨークと、前記振動パネルの外縁領域に固定されて設けられた駆動コイルと、前記振動パネルと前記ヨークとの間に配置された永久磁石組と、を備え、前記振動パネルは、該振動パネルの振動方向と略垂直に側端部から挿入されたパネル保持手段により把持されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の触覚パネルにおいて、前記ヨークは、中央部に矩形孔部を有し前記振動パネルの外縁領域を周回する単一のヨークであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の触覚パネルにおいて、前記パネル保持手段は、前記ヨークに直接固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の触覚パネルにおいて、前記永久磁石組は前記ヨーク上に直接配置され、該永久磁石組と前記駆動コイルとが対向して設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記永久磁石組の組数は２であり、前記駆動コイルは前記永久磁石組にそれぞれ対応付けられて２つ設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記永久磁石組は、前記振動パネルに対向する面がＮ極の２本の棒状永久磁石とＳ極の１本の棒状永久磁石を交互に配置した３本の棒状永久磁石、もしくは前記振動パネルに対向する面がＮ極の１本の棒状永久磁石とＳ極の２本の棒状永久磁石を交互に配置した３本の棒状永久磁石からなることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記パネル保持手段の断面形状は、Ｆ字形状もしくはＣ字形状であることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記パネル保持手段は弾性体からなることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記ヨークは、前記振動パネルの位置規正手段を備えていることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の触覚パネルにおいて、前記位置規正手段は、前記ヨークの外縁領域から垂直に起立する側壁であることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記ヨークには、前記永久磁石組を位置決めするための磁石位置決手段が設けられていることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の触覚パネルにおいて、前記磁石位置決手段は、前記永久磁石組の大きさに一致する領域に設けられた溝部であることを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２の何れかに記載の触覚パネルにおいて、前記ヨークには、前記触覚パネルを外部装置に取り付けるための組立固定手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、矩形を有する平板状の振動パネルを、その短辺側の外周縁部から挿入された弾性体の接合部材によって把持し、これらの接合部材を磁性体のヨークの所定の位置に接着固定することとしたので、振動パネルに作用する推力の低下を防止することができる。

また、本発明の触覚パネルにおいては、内側領域に矩形孔部を有する周回構造の単一のヨークとし、このヨークに、振動パネル押えの固定および永久磁石組の配置の機能をもたせるとともに、振動パネルの保持を横側から把持することで上枠を不要としている。これにより、パネル構造の簡素化が図られ、かつ触覚パネルの構成部品点数が削減される。

このように、本発明によれば、振動パネルの推力低下を防止することが可能で且つ組立が容易な構造の触覚パネルを提供することが可能となる。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。

図２は、本発明の触覚パネルの構成を説明するための概略図で、触覚パネルの構成部材の各部を分解して示した斜視図である。振動パネル１は矩形を有する平板状のもので、その短辺側の外周縁部から挿入された接合部材２ａ、２ｂによって把持され、接合部材２ａおよび２ｂが磁性体のヨーク３の所定の位置に接着固定されることでヨーク３上に固定される。接合部材２ａ、２ｂは、ニトリルゴムなどのゴム材をはじめとする弾性体で形成され、このような弾性材料を用いることで振動パネル１に作用する推力を低下させないようにしている。

ヨーク３は、振動パネル１の外周の大きさに合わせて一体成形された単一もので、その内側領域に矩形の孔部を有し、この矩形孔部をヨーク材が取り囲むような形状とされている。接合部材２ａおよび２ｂはこの矩形孔部を挟んで対向する短辺領域の所定位置に固定される。一方、ヨーク３の矩形孔部を挟んで対向する長辺領域のそれぞれの所定位置には、２つの永久磁石組４ａおよび４ｂが配置され、この永久磁石組４ａおよび４ｂと振動パネル１との間に、振動パネル１に直接固定された状態の駆動コイル５ａおよび５ｂが設けられている。

永久磁石組４ａ、４ｂは、振動パネル１に対向する面がＮ極の２本の棒状永久磁石と、振動パネル１に対向する面がＳ極の１本の棒状永久磁石を、交互に配置したもので、駆動コイル５ａおよび５ｂに流れる電流と相互作用して電磁力に基づく推力を振動パネル１に作用させる。

図２に示すように、本発明の触覚パネルでは、振動パネル３がその振動方向の上下方向からではなく、横側から挿入された振動パネル押え２ａ、２ｂにより把持されているので、推力を低下させることがなくなる。また、従来は各永久磁石組ごとに個別に設けられていたヨークを一体化して単一のヨーク３とし、このヨーク３の内側領域を矩形の孔部として周回構造としている。そして、このヨーク３に、従来構造では下枠にもたせていた振動パネル押えの固定および永久磁石組の配置の機能をもたせるとともに、振動パネルの保持を横側から把持することで上枠を不要としている。このような構成とすることで、パネル構造の簡素化が図られ、かつ触覚パネルの構成部品点数が削減される。

さらに、本発明の触覚パネルでは、ヨーク３の長辺領域に、このヨーク３の所定領域に正確に永久磁石組４ａ、４ｂを配置するための磁石位置決め部６ａ、６ｂが設けられている。この磁石位置決め部は例えば、窪みや突起などの凹凸部とされるが、振動パネル１に所定の推力を与えるために必要とされる駆動コイル５ａ、５ｂとの最適な位置に永久磁石組４ａ、４ｂを位置決め可能な態様であればその形状は問わない。例えば、図３に示すように、永久磁石の大きさに対応する溝部をプレス加工などにより形成し、この溝部に永久磁石を配置するようにしてもよい。

このような磁石位置決め部を設けると、永久磁石組４ａ、４ｂをヨーク３上の適正位置に正確に位置決めすることが可能となる。これに加え、パネルの組立中だけではなく組立後においても、駆動用コイル５ａ、５ｂと永久磁石組４ａ、４ｂとが適正位置からずれることがなくなり、位置ずれに起因する振動パネル１の推力の低下を防止することができる。

また、ヨーク３の長辺領域の外縁領域には、垂直に起立する側壁が設けられている。この側壁は振動パネル１の横方向の位置ずれを防止するためのパネル位置規正部７ａ〜ｄである。さらに、ヨーク３の短辺領域には、ディスプレイなどの外部装置に組立後の触覚パネルを直接取り付けることを可能とし且つその取付作業を容易とするための、組立固定部８ａ〜ｄが設けられている。なお、図中ではこの組立固定部を孔部としたが、切り欠き部などの他の態様とすることも可能であることは明らかである。

このように、本発明の触覚パネルにおいては、ヨーク３が一体化され、この単一のヨーク３に、磁石位置決め部６ａ、６ｂやパネル位置規正部７ａ〜ｄならびに組立固定部８ａ〜ｄなどを集約させて設けることとしたので、構成部品点数が削減されるだけではなく、組立工程における作業性も高まる。

ところで、図２では、接合部材２ａ、２ｂの断面形状を図４（ａ）に示すような略Ｆ字状とした例を示したが、他の形状、例えば図４（ｂ）に示すような略Ｃ字状としてもよい。このような形状とする場合にも、その素材としては、ニトリルゴムなどのゴム材をはじめとする弾性体が選択されることに変わりはない。また、このような接合部材のヨーク３との接合領域が狭く固定が不安定となる場合には、図４（ｃ）や図４（ｄ）に示すように、これらの接合部材の底面を広げるなどしてヨーク３との接合面積を広く取るようにしてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、組立が容易で且つ振動パネルの推力低下を防止することが可能な構造の触覚パネルを提供することが可能となる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

従来の触覚パネルの構成を説明するための概略図で、触覚パネルの各部を分解して示した斜視図である。 本発明の触覚パネルの構成を説明するための概略図で、触覚パネルの各部を分解して示した斜視図である。 ヨークに設ける磁石位置決め部を溝部とした場合の様子を説明するための図である。 本発明の触覚パネルが備えている接合部材の形状例を説明するための図である。

符号の説明

１ 振動パネル
２ａ、２ｂ 接合部材
３ ヨーク
４ａ、４ｂ 永久磁石組
５ａ、５ｂ 駆動コイル
６ａ、６ｂ 磁石位置決め部
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ パネル位置規正部
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 組立固定部

Claims (12)

1. 振動パネルと、該振動パネルの裏面に対向して設けられ、中央部に矩形孔部を有し前記振動パネルの外縁領域を周回する単一のヨークと、前記振動パネルの外縁領域に固定されて設けられた駆動コイルと、前記振動パネルと前記ヨークとの間に配置された永久磁石組と、を備え、
   前記振動パネルは、該振動パネルの振動方向と略垂直に側端部から挿入されたパネル保持手段により把持されていることを特徴とする触覚パネル。
2. 前記パネル保持手段は、前記ヨークに直接固定されていることを特徴とする請求項１に記載の触覚パネル。
3. 前記永久磁石組は前記ヨーク上に直接配置され、該永久磁石組と前記駆動コイルとが対向して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の触覚パネル。
4. 前記永久磁石組の組数は２であり、前記駆動コイルは前記永久磁石組にそれぞれ対応付けられて２つ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の触覚パネル。
5. 前記永久磁石組は、前記振動パネルに対向する面がＮ極の２本の棒状永久磁石とＳ極の１本の棒状永久磁石を交互に配置した３本の棒状永久磁石、もしくは前記振動パネルに対向する面がＮ極の１本の棒状永久磁石とＳ極の２本の棒状永久磁石を交互に配置した３本の棒状永久磁石からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の触覚パネル。
6. 前記パネル保持手段の断面形状は、Ｆ字形状もしくはＣ字形状であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の触覚パネル。
7. 前記パネル保持手段は弾性体からなることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の触覚パネル。
8. 前記ヨークは、前記振動パネルの位置規正手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の触覚パネル。
9. 前記位置規正手段は、前記ヨークの外縁領域から垂直に起立する側壁であることを特徴とする請求項８に記載の触覚パネル。
10. 前記ヨークには、前記永久磁石組を位置決めするための磁石位置決手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の触覚パネル。
11. 前記磁石位置決手段は、前記永久磁石組の大きさに一致する領域に設けられた溝部であることを特徴とする請求項１０に記載の触覚パネル。
12. 前記ヨークには、前記触覚パネルを外部装置に取り付けるための組立固定手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の触覚パネル。

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