JP6378816B1 - Actuator for information transmission device - Google Patents

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Abstract

【課題】情報伝達装置用アクチュエータにおいて、情報伝達装置の厚さを薄くし、かつ、生体に与える振動強度を強くすることを可能にする。【解決手段】情報伝達装置用アクチュエータ1は、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個のSMA2(SMA)と、複数個のSMA2が配置された固定板3と、SMA2の振動を受けて振動する板状の振動板4と、を備え、固定板3と振動板4を複数個のSMA2で吊った構造としている。振動板4の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされる。振動板4をSMA2で直接吊っているので、ピンを用いた構造と比較して、情報伝達装置の厚さを薄くすることができる。また、複数個のSMA2で振動板4を吊っているので、複数個のSMA2の伸縮力によって振動板4を強く振動させることができる。【選択図】図3In an actuator for an information transmission device, it is possible to reduce the thickness of the information transmission device and increase the vibration strength applied to a living body. An actuator for information transmission device 1 receives a plurality of SMAs 2 (SMA) that vibrate when a pulse voltage is applied thereto, a fixed plate 3 on which the plurality of SMAs 2 are arranged, and a vibration caused by the vibrations of SMA 2. The plate-like diaphragm 4 is provided, and the fixed plate 3 and the diaphragm 4 are suspended by a plurality of SMAs 2. The surface of the diaphragm 4 is a flat surface or a curved surface, and is a contact site for applying vibration to the living body. Since the diaphragm 4 is directly suspended by the SMA 2, the thickness of the information transmission device can be reduced as compared with a structure using pins. Further, since the diaphragm 4 is suspended by a plurality of SMAs 2, the diaphragm 4 can be vibrated strongly by the stretching force of the plurality of SMAs 2. [Selection] Figure 3

Description

本発明は、形状記憶合金を振動源とした振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータに関するものである。   The present invention relates to an actuator for an information transmission device that transmits a signal by giving vibration to a living body using a shape memory alloy as a vibration source.

従来から、形状記憶合金(以下、SMAという)にパルス電圧を印加することで伸縮運動を起こさせ、この伸縮運動を利用して生体の触覚に情報を伝達する情報伝達装置が知られている(例えば特許文献1参照)。SMAに与える電気パルスの電圧高さ、パルス幅、パルス周期などを変えることで、かすかに感じる感覚からブツブツ、チクチク刺すような感覚、さらには仮現運動による振動の移動感覚、波のようなうねる感覚、ザラザラ感やチクチク感等、自由に表現できるため、医療、自動車、ロボット、バーチャルリアリティ、アミューズメント等、多岐にわたって応用が研究されている。使用するSMAは、直径50μm、長さ5mm程度なので、小さくどこにでも設置できるものであるが、SMA単体では、振動幅が数μmと小さいため、触覚感覚が敏感な指先など特定の部位でしか用いることができなかった。そこで、振動を強める技術として、ピンを用い、ピンの一端側をSMAの中間部に取付け、ピンの他端側を生体に接触するようにしたカンチレバー構造にて、振動を増幅する構成が用いられていた(例えば特許文献2参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an information transmission device that causes a stretching motion by applying a pulse voltage to a shape memory alloy (hereinafter referred to as SMA) and transmits information to a tactile sense of a living body by using the stretching motion ( For example, see Patent Document 1). By changing the voltage height, pulse width, pulse period, etc. of the electrical pulse applied to the SMA, the sensation of faintness, tingling, and the movement of vibration due to the manifestation movement, undulation like waves Since it can be expressed freely such as sensation, gritty and tingling, its application has been studied in a wide variety of fields such as medical treatment, automobiles, robots, virtual reality, amusement, etc. The SMA used is about 50 μm in diameter and about 5 mm in length, so it can be installed anywhere small. However, since the SMA alone has a small vibration width of several μm, it is used only at specific parts such as fingertips with sensitive tactile sensations. I couldn't. Therefore, as a technique for enhancing vibration, a configuration is used in which a pin is used, and one end side of the pin is attached to an intermediate portion of the SMA and the other end side of the pin is in contact with a living body to amplify the vibration. (For example, refer to Patent Document 2).

特許第4291830号公報Japanese Patent No. 4291830 特許第4395572号公報Japanese Patent No. 4395572

しかしながら、上述したピンを用いた構造においては、ピンをSMAに垂直に立てているために装置全体が分厚く大きくなり、ピンによってSMAが切断されたりピンが折れ曲ったり、機械的に弱い部分があった。また、ピンが引っ掛かる虞があることから、布などに装着するのが困難であった。また、実用面では、振動が弱く、指先や掌などの感覚が鋭いところしか、生体への振動の伝達が有効でなかった。   However, in the structure using the pins described above, since the pins are set up perpendicular to the SMA, the entire apparatus becomes thicker and larger, and the SMA is cut or bent by the pins, and there are mechanically weak parts. It was. Moreover, since there is a possibility that the pin may be caught, it is difficult to attach the pin to a cloth or the like. Further, in practical use, vibration transmission to a living body is effective only where vibration is weak and a sense of fingertip or palm is sharp.

本発明は、上記課題を解決するものであり、装置の厚さを薄くし、かつ、生体に与える振動強度を強くすることができる情報伝達装置用アクチュエータを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an actuator for an information transmission device that can reduce the thickness of the device and increase the vibration strength applied to a living body.

上記目的を達成するために本発明の情報伝達装置用アクチュエータは、形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、固定板と振動板を複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、固定板は、振動板の周囲に配置され、固定板の上面と振動板の下面に電極が設けられ、複数個の形状記憶合金は、固定板の上面の電極と振動板の下面の電極との間に接続され、振動板を固定板により吊るすように構成した、ものである。 In order to achieve the above object, an actuator for an information transmission device according to the present invention is an information transmission device actuator that transmits a signal by applying vibration of the alloy generated by energizing a shape memory alloy to a living body. A plurality of shape memory alloys that vibrate when applied with a voltage, a fixed plate on which a plurality of shape memory alloys are disposed, and a plate-like diaphragm that vibrates in response to the vibration of the shape memory alloy, the fixing plate and the diaphragm and the structure hung by a plurality of shape memory alloy, the surface of the diaphragm is a planar or curved, is a contact portion for applying vibration to a living body, fixing plate, diaphragm The electrodes are provided on the upper surface of the stationary plate and the lower surface of the diaphragm, and a plurality of shape memory alloys are connected between the electrode on the upper surface of the stationary plate and the electrode on the lower surface of the diaphragm, The plate is fixed It was configured to be that, but.

また、本発明の情報伝達装置用アクチュエータは、形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、固定板と振動板を複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、固定板は、振動板の周囲に配置され、固定板の下面と振動板の下面に電極が設けられ、複数個の形状記憶合金は、固定板の下面の電極と振動板の下面の電極との間に接続され、振動板を固定板により吊るすように構成した、ことが好ましい。 In addition, the information transmission device actuator of the present invention is applied with a pulse voltage in the information transmission device actuator that transmits a signal by applying vibrations of the alloy generated by energizing the shape memory alloy to the living body. A plurality of shape memory alloys that vibrate due to a vibration, a fixed plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed, and a plate-like vibration plate that vibrates in response to vibrations of the shape memory alloy, the fixed plate and the vibration plate The surface of the diaphragm is flat or curved and is a contact site for applying vibration to the living body, and the fixed plate is disposed around the diaphragm. The electrodes are provided on the lower surface of the fixed plate and the lower surface of the diaphragm, and the plurality of shape memory alloys are connected between the electrode on the lower surface of the fixed plate and the electrode on the lower surface of the diaphragm. Configured to hang , It is preferable.

また、本発明の情報伝達装置用アクチュエータは、形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、固定板と振動板を複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、固定板は、振動板の周囲に配置され、振動板に複数の貫通孔が設けられ、複数個の形状記憶合金は、貫通孔を縫うように通され、かつ、該合金の両端が固定板に固定され、振動板を固定板により吊るすように構成した、ことが好ましい。 In addition, the information transmission device actuator of the present invention is applied with a pulse voltage in the information transmission device actuator that transmits a signal by applying vibrations of the alloy generated by energizing the shape memory alloy to the living body. A plurality of shape memory alloys that vibrate due to a vibration, a fixed plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed, and a plate-like vibration plate that vibrates in response to vibrations of the shape memory alloy, the fixed plate and the vibration plate The surface of the diaphragm is flat or curved and is a contact site for applying vibration to the living body, and the fixed plate is disposed around the diaphragm. The diaphragm is provided with a plurality of through holes, and the plurality of shape memory alloys are passed through the through holes, and both ends of the alloy are fixed to the fixed plate, and the diaphragm is suspended by the fixed plate. Configured Door is preferable.

また、本発明の情報伝達装置用アクチュエータは、形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、固定板と振動板を複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、固定板は、振動板の周囲に配置され、形状記憶合金の給電を、振動板の電極から給電し、形状記憶合金を経て固定板の電極に流す、又は、固定板の電極から一つの形状記憶合金を経て振動板の電極に、さらに、他の形状記憶合金を経て固定板の電極に流す、ことが好ましい。

In addition, the information transmission device actuator of the present invention is applied with a pulse voltage in the information transmission device actuator that transmits a signal by applying vibrations of the alloy generated by energizing the shape memory alloy to the living body. A plurality of shape memory alloys that vibrate due to a vibration, a fixed plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed, and a plate-like vibration plate that vibrates in response to vibrations of the shape memory alloy, the fixed plate and the vibration plate The surface of the diaphragm is flat or curved and is a contact site for applying vibration to the living body, and the fixed plate is disposed around the diaphragm. The shape memory alloy is fed from the electrode of the diaphragm and flows to the electrode of the fixed plate through the shape memory alloy, or from the electrode of the fixed plate to the electrode of the diaphragm through one shape memory alloy, Other shapes Flow to the electrode of the fixed plate through the 憶合 gold, it is preferable.

本発明によれば、振動板を形状記憶合金で直接吊っているので、従来用いていたピンが存在しないことにより、情報伝達装置の厚さを薄くすることができ、また、複数個の形状記憶合金で振動板を吊っているので、複数個の形状記憶合金の伸縮力によって振動板を振動させることができ、生体に与える振動を強くすることができる。   According to the present invention, since the diaphragm is directly suspended from the shape memory alloy, the thickness of the information transmission device can be reduced by the absence of the conventionally used pins, and a plurality of shape memories can be used. Since the diaphragm is suspended from the alloy, the diaphragm can be vibrated by the stretching force of the plurality of shape memory alloys, and the vibration applied to the living body can be strengthened.

本発明の第1の実施形態に係る情報伝達装置用アクチュエータの斜視図。1 is a perspective view of an actuator for an information transmission device according to a first embodiment of the present invention. 同アクチュエータの下面側から見た斜視図。The perspective view seen from the lower surface side of the actuator. 同アクチュエータの側断面図。The sectional side view of the actuator. 同アクチュエータの形状記憶合金に給電するための一構成例を示す平面図。The top view which shows one structural example for supplying electric power to the shape memory alloy of the actuator. 給電のための別の構成例を示す平面図。The top view which shows another structural example for electric power feeding. 本発明の第2の実施形態に係るアクチュエータの側断面図。The sectional side view of the actuator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)は本発明の第3の実施形態に係るアクチュエータの側断面図、(b)は同アクチュエータの下面側から見た平面図。(A) is the sectional side view of the actuator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, (b) is the top view seen from the lower surface side of the actuator. 同アクチュエータの変形例を示す下面側から見た平面図。The top view seen from the lower surface side which shows the modification of the actuator. (a)は本発明の第4の実施形態に係るアクチュエータの下面側から見た平面図、(b)は同アクチュエータの形状記憶合金の張力を維持する動作を説明する図。(A) is the top view seen from the lower surface side of the actuator which concerns on the 4th Embodiment of this invention, (b) is a figure explaining the operation | movement which maintains the tension | tensile_strength of the shape memory alloy of the actuator. 本発明の第5の実施形態に係るアクチュエータの下面側から見た斜視図。The perspective view seen from the undersurface side of an actuator concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の情報伝達装置用アクチュエータを身体装着具に取付けた実施例の斜視図。The perspective view of the Example which attached the actuator for information transmission apparatuses of this invention to the body wearing tool. 本発明の情報伝達装置用アクチュエータを上記とは別の身体装着具に取付けた実施例の斜視図。The perspective view of the Example which attached the actuator for information transmission apparatuses of this invention to the body mounting tool different from the above. 本発明の情報伝達装置用アクチュエータを用いた情報伝達装置の一実施例に係る電気的ブロックの構成図。The block diagram of the electrical block which concerns on one Example of the information transmission apparatus using the actuator for information transmission apparatuses of this invention. 同上の情報伝達装置に印加させるパルス電圧のパターンの例を示す図。The figure which shows the example of the pattern of the pulse voltage applied to the information transmission apparatus same as the above.

以下、本発明の一実施形態に係る情報伝達装置用アクチュエータについて図面を参照して説明する。図1乃至図3は、情報伝達装置用アクチュエータ1(以下、アクチュエータという)の構成を示す。アクチュエータ1は、パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金2(以下、SMAという)と、複数個のSMA2が配置された固定板3と、SMA2の振動を受けて振動する板状の振動板4と、を備え、固定板3と振動板4を複数個(ここでは4個)のSMA2で吊った構造としている。アクチュエータ1は、例えば、生体に振動を与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置に用いられる。このアクチュエータ1は、振動板4をSMA2で直接支持して直接駆動する方式であり、アクチュエータ1を薄くすることと振動板4の振動強度を強くすることを両立させるものである。本実施形態では、振動板4は、その外周に位置する固定板3に4個のSMA2により吊った状態に支持している。振動板4の表面は、平面状又は曲面状であればよく、生体へ振動を与えるための接触部位とされる。本実施形態では、振動板4の表面は、曲面状とされている。SMA2の数は、3個以上あることが振動板4を安定して吊った状態とすることができ望ましく、5個以上あってもよい。   Hereinafter, an actuator for an information transmission device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show the configuration of an information transmission device actuator 1 (hereinafter referred to as an actuator). The actuator 1 includes a plurality of shape memory alloys 2 (hereinafter referred to as SMA) that vibrate when a pulse voltage is applied thereto, a fixed plate 3 on which a plurality of SMAs 2 are disposed, and a plate that vibrates in response to the vibration of the SMA 2. The stationary plate 3 and the diaphragm 4 are suspended by a plurality of (here, four) SMAs 2. The actuator 1 is used in, for example, an information transmission device that transmits a signal by applying vibration to a living body. This actuator 1 is a system in which the diaphragm 4 is directly supported by the SMA 2 and directly driven, and it is possible to make the actuator 1 thinner and to increase the vibration strength of the diaphragm 4. In the present embodiment, the diaphragm 4 is supported in a state of being suspended by four SMAs 2 on a fixed plate 3 positioned on the outer periphery thereof. The surface of the diaphragm 4 may be a flat surface or a curved surface, and is a contact site for applying vibration to the living body. In the present embodiment, the surface of the diaphragm 4 is curved. The number of SMAs 2 is preferably 3 or more so that the diaphragm 4 can be stably suspended and may be 5 or more.

固定板3は、SMA2を介して振動板4を支持するものであり、円形の開口3aを有するリング形状とされている。振動板4は、上方に凸曲面状に突起した突起部4aを有する円盤形状とされている。振動板4は、上面視で開口3aと相似の形状をしており、固定板3のリング径内すなわち開口3a内に配置されている。振動板4は、突起部4aの少なくとも一部が固定板3の上面よりも上側にあるように配置され、突起部4aの表面に生体を触れさせる構成とされている。固定板3の上面には、4個の電極5が開口3aの周囲に沿って等間隔に設けられており、振動板4の下面にも、4個の電極6が振動板4の外周に沿って等間隔に設けられている。電極5、6の数は、用いられるSMA2の数に応じて決まる。   The stationary plate 3 supports the diaphragm 4 via the SMA 2 and has a ring shape having a circular opening 3a. The diaphragm 4 has a disk shape having a protruding portion 4a protruding upward in a convex curved shape. The diaphragm 4 has a shape similar to the opening 3a in a top view, and is disposed within the ring diameter of the fixed plate 3, that is, within the opening 3a. The vibration plate 4 is arranged such that at least a part of the protrusion 4a is above the upper surface of the fixed plate 3, and the living body is brought into contact with the surface of the protrusion 4a. Four electrodes 5 are provided at equal intervals along the periphery of the opening 3 a on the upper surface of the fixed plate 3, and four electrodes 6 extend along the outer periphery of the diaphragm 4 on the lower surface of the diaphragm 4. At regular intervals. The number of electrodes 5 and 6 depends on the number of SMAs 2 used.

SMA2の各々は、固定板3の上面の電極5と振動板4の下面の電極6との間に接続され、振動板4を固定板3により吊るすように構成されている。すなわち、SMA2は、固定板3を跨ぐように両端が固定板3の上面側と振動板4の下面側とに繋がれて、振動板4を固定板3の上面側から吊るしている。SMA2は、SMA2と振動板4の電極6との接続位置がSMA2と固定板3の電極5との接続位置よりも下になるように水平面に対して角度をもって接続されており、振動板4の重力により適度な張力が掛かった状態になっている。また、SMA2は、上面視で直線状に、振動板4から等間隔で放射状(本例では隣り合うSMA2が互いに直角をなす)に延びている。SMA2は、直径50μm程度であり、振動板4の径は、数mm程度である。固定板3と振動板4との間には、1〜3mm程度の隙間が設けられている。SMA2は、Ti(チタン)、Ni(ニッケル)で作られていて、半田が融合しないため、SMA2の両端は、カシメによって電極5、6に固定されている。電極5、6は、SMA2に給電してパルス電圧を与えるための給電線が接続される。SMA2に与えるパルス電圧は、周期1Hz〜数kHzとされる。固定板3は、不図示の装置筐体に取り付けられる。SMA2の両端は、カシメによって電極5、6に固定することに替えて、楔によって固定されてもよい。この場合、楔が電極の役割を担うことになる。   Each of the SMAs 2 is connected between the electrode 5 on the upper surface of the fixed plate 3 and the electrode 6 on the lower surface of the diaphragm 4, and is configured to suspend the diaphragm 4 by the fixed plate 3. That is, both ends of the SMA 2 are connected to the upper surface side of the stationary plate 3 and the lower surface side of the diaphragm 4 so as to straddle the stationary plate 3, and the diaphragm 4 is suspended from the upper surface side of the stationary plate 3. The SMA 2 is connected with an angle with respect to the horizontal plane so that the connection position of the SMA 2 and the electrode 6 of the diaphragm 4 is lower than the connection position of the SMA 2 and the electrode 5 of the fixed plate 3. Appropriate tension is applied due to gravity. Further, the SMA 2 extends linearly in a top view and radially from the diaphragm 4 at equal intervals (in the present example, adjacent SMAs are perpendicular to each other). The SMA 2 has a diameter of about 50 μm and the diameter of the diaphragm 4 is about several mm. A gap of about 1 to 3 mm is provided between the fixed plate 3 and the diaphragm 4. Since SMA2 is made of Ti (titanium) and Ni (nickel) and the solder does not fuse, both ends of SMA2 are fixed to the electrodes 5 and 6 by caulking. The electrodes 5 and 6 are connected to a power supply line for supplying a pulse voltage to the SMA 2. The pulse voltage applied to the SMA 2 has a period of 1 Hz to several kHz. The fixing plate 3 is attached to a device housing (not shown). Instead of being fixed to the electrodes 5 and 6 by caulking, both ends of the SMA 2 may be fixed by wedges. In this case, the wedge plays the role of an electrode.

このような構成のアクチュエータ1において、SMA2にパルス電圧を与えると、SMA2が伸縮振動を起こし、それに伴い振動板4が上下に振動する。つまり、SMA2が水平面に対して角度を有しているので、SMA2の伸縮が振動板4の上下変位に変換されて、振動板4が上下に振動する。このとき、SMA2の角度が大きいほど、振動板4を吊り上げる力のベクトルの上下方向の成分が大きくなり、振動板4を振動させる力が強く働く。振動板4の上下の振動の振幅は、SMA2の角度が大きいほど、SMA2が伸縮したときのSMA2の上下変位が小さくなるために、小さくなる。複数個のSMA2に同時にパルス電圧を与えれば、その分、強い振動が得られる。振動板4の突起部4aに人の手指、足指などの生体が接触することにより、振動板4の振動が生体に与えられ、生体に信号が伝達される。   In the actuator 1 having such a configuration, when a pulse voltage is applied to the SMA 2, the SMA 2 causes stretching vibration, and accordingly the diaphragm 4 vibrates up and down. That is, since the SMA 2 has an angle with respect to the horizontal plane, the expansion and contraction of the SMA 2 is converted into the vertical displacement of the diaphragm 4 and the diaphragm 4 vibrates up and down. At this time, the larger the angle of the SMA 2, the larger the vertical component of the force vector lifting the diaphragm 4, and the stronger the force that vibrates the diaphragm 4 works. The amplitude of the upper and lower vibrations of the diaphragm 4 decreases as the angle of the SMA 2 increases, because the vertical displacement of the SMA 2 when the SMA 2 expands and contracts decreases. If a pulse voltage is simultaneously applied to a plurality of SMAs 2, a strong vibration can be obtained accordingly. When a living body such as a human finger or toe comes into contact with the protrusion 4a of the diaphragm 4, the vibration of the diaphragm 4 is applied to the living body, and a signal is transmitted to the living body.

図4は、アクチュエータ1のSMA2へ給電するための一構成例を示す。同図では、振動板4の下面側にある各電極などをも実線で示している。この給電構成では、振動板4の電極6a〜6dのうちの1つの電極6aに正極給電線8が接続され、振動板4の4個の電極6a〜6dは、各々、中継給電線10によって両隣の電極と接続される。固定板3の4個の電極5a〜5dの各々に負極給電線9a〜9dが接続される。正極給電線8は、振動板4の振動を阻害しないように、柔らかい線を用いるのが望ましい。正極給電線8及び負極給電線9a〜9dは、パルス電圧を生成する信号発生回路に接続され、負極給電線9a〜9dの導通状態がトランジスタなどのスイッチング素子を介してオン、オフ制御されることにより、SMA2a〜2dへの給電すなわちパルス電圧の供給が制御される。   FIG. 4 shows a configuration example for supplying power to the SMA 2 of the actuator 1. In the same figure, each electrode etc. in the lower surface side of the diaphragm 4 is also shown by the solid line. In this power supply configuration, the positive electrode power supply line 8 is connected to one electrode 6 a of the electrodes 6 a to 6 d of the diaphragm 4, and the four electrodes 6 a to 6 d of the diaphragm 4 are adjacent to each other by the relay power supply line 10. Connected to the electrode. Negative electrode feeders 9 a to 9 d are connected to each of the four electrodes 5 a to 5 d of the fixed plate 3. The positive electrode feeder 8 is preferably a soft wire so as not to hinder the vibration of the diaphragm 4. The positive electrode power supply line 8 and the negative electrode power supply lines 9a to 9d are connected to a signal generation circuit that generates a pulse voltage, and the conduction state of the negative electrode power supply lines 9a to 9d is controlled to be turned on and off via a switching element such as a transistor. Thus, power supply to the SMAs 2a to 2d, that is, supply of a pulse voltage is controlled.

この給電構成は、振動板4の電極6から、SMA2を経て固定板3の電極5に流すセンター給電法となる。この給電構成によれば、各SMA2に個別に給電できるため、複数のSMA2を同じパルス電圧で同期して駆動することで振動強度を高めることができ、また、複数のSMA2をそれぞれ違ったパルス電圧で別々のタイミングで駆動することで複雑な振動を起こさせるなど、様々な振動パターンを呈示することができ、表現の多様性に対応することができる。   This power supply configuration is a center power supply method that flows from the electrode 6 of the diaphragm 4 to the electrode 5 of the fixed plate 3 via the SMA 2. According to this power supply configuration, each SMA 2 can be individually supplied with power, so that the vibration intensity can be increased by driving a plurality of SMAs 2 synchronously with the same pulse voltage, and each of the plurality of SMAs 2 has a different pulse voltage. It is possible to present various vibration patterns, such as causing complicated vibrations by driving at different timings, and to cope with a variety of expressions.

例えば、負極給電線9a〜9dの全てを導通状態にすれば、振動板4の電極6aからSMA2aを経て固定板3の電極5aに電流が流れ、同時に、電極6a経由で電極6bからSMA2bを経て電極5bに、電極6cからSMA2cを経て電極5cに、電極6dからSMA2dを経て電極5dにそれぞれ電流が流れ、SMA2a〜2dの全てにパルス電圧が与えられる。この場合には、全てのSMA2a〜2dの伸縮運動により振動板4が振動する。負極給電線9bと9dを導通状態にし、負極給電線9aと9cを非導通状態にすれば、振動板4の電極6a経由で電極6bからSMA2bを経て電極5bに電流が流れ、同時に、電極6a経由で電極6dからSMA2dを経て電極5dに電流が流れ、もって、SMA2b及びSMA2dにパルス電圧が与えられる。この場合には、SMA2b及びSMA2dの伸縮運動により振動板4が振動する。負極給電線9aを導通状態にし、それ以外の負極給電線9b〜9dを非導通状態にすれば、電極6aからSMA2aを経て電極5aに電流が流れ、SMA2aにパルス電圧が与えられる。この場合には、SMA2aの伸縮運動により振動板4が振動する。   For example, if all of the negative electrode feeders 9a to 9d are made conductive, a current flows from the electrode 6a of the diaphragm 4 to the electrode 5a of the fixed plate 3 via the SMA 2a, and simultaneously, from the electrode 6b to the SMA 2b via the electrode 6a. A current flows through the electrode 5b from the electrode 6c through the SMA 2c to the electrode 5c, from the electrode 6d through the SMA 2d to the electrode 5d, and a pulse voltage is applied to all of the SMAs 2a to 2d. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction motions of all the SMAs 2a to 2d. If the negative electrode feeders 9b and 9d are made conductive and the negative electrode feeders 9a and 9c are made nonconductive, current flows from the electrode 6b of the diaphragm 4 to the electrode 5b via the SMA 2b via the electrode 6a. A current flows from the electrode 6d to the electrode 5d via the SMA 2d, and a pulse voltage is applied to the SMA 2b and the SMA 2d. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction of the SMA 2b and SMA 2d. If the negative electrode power supply line 9a is made conductive and the other negative electrode power supply lines 9b to 9d are made nonconductive, current flows from the electrode 6a through the SMA 2a to the electrode 5a, and a pulse voltage is applied to the SMA 2a. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction of the SMA 2a.

図5は、アクチュエータ1のSMA2へ給電するための上記とは別の構成例を示す。この給電構成では、固定板3の対向する電極5a、5cの各々に正極給電線8a、8bが接続され、電極5b、5dの各々に負極給電線9a、9bが接続される。振動板4の電極6aと電極6b、及び電極6cと電極6dは、中継給電線10によって接続される。正極給電線8a、8b及び負極給電線9a、9bは、信号発生回路に接続され、負極給電線9a、9bの導通状態がオン、オフ制御されることにより、SMA2a〜2dへのパルス電圧の供給が制御される。   FIG. 5 shows another configuration example different from the above for supplying power to the SMA 2 of the actuator 1. In this power supply configuration, the positive electrode power supply lines 8a and 8b are connected to the opposing electrodes 5a and 5c of the fixed plate 3, and the negative electrode power supply lines 9a and 9b are connected to the electrodes 5b and 5d, respectively. The electrode 6 a and the electrode 6 b and the electrode 6 c and the electrode 6 d of the diaphragm 4 are connected by the relay feeding line 10. The positive feed lines 8a and 8b and the negative feed lines 9a and 9b are connected to a signal generation circuit, and the conduction state of the negative feed lines 9a and 9b is controlled to be turned on / off, thereby supplying a pulse voltage to the SMAs 2a to 2d. Is controlled.

この給電構成は、固定板3の電極5から一つのSMA2を経て振動板4の電極6に、さらに、他のSMA2を経て固定板3の電極5に流すペア給電法となる。この給電構成によれば、振動板4に正極給電線8が接続されないので、振動板4がフリーになり、振動板4の振動が阻害されることがなく、また、正極給電線8が配置上の邪魔になることもない。また、2個のSMA2をペアとして給電するため、給電を制御するための制御ポートが図4に示すセンター給電法の半分で済む。   This power supply configuration is a pair power supply method in which the electrode 5 of the fixed plate 3 passes through one SMA 2 to the electrode 6 of the diaphragm 4 and further flows through the other SMA 2 to the electrode 5 of the fixed plate 3. According to this power supply configuration, since the positive electrode feeder 8 is not connected to the diaphragm 4, the diaphragm 4 is free, the vibration of the diaphragm 4 is not hindered, and the positive electrode feeder 8 is disposed on the arrangement. It will not get in the way. Further, since two SMAs 2 are fed as a pair, the control port for controlling the feeding can be half of the center feeding method shown in FIG.

例えば、両方の負極給電線9a、9bを導通状態にすれば、固定板3の電極5aからSMA2aを経て振動板4の電極6aに、さらに、電極6bからSMA2bを経て電極5bに電流が流れ、同時に、電極5cからSMA2cを経て電極6cに、さらに、電極6dからSMA2dを経て電極5dに電流が流れ、SMA2a〜2dの全てにパルス電圧が与えられる。この場合には、全てのSMA2a〜2dの伸縮運動により振動板4が振動する。一方の負極給電線9aを導通状態にし、他方の負極給電線9bを非導通状態にすれば、電極5aからSMA2aを経て電極6aに、さらに、電極6bからSMA2bを経て電極5bに電流が流れ、SMA2aとSMA2bにパルス電圧が与えられる。この場合には、SMA2a及びSMA2bの伸縮運動により振動板4が振動する。一方の負極給電線9aを非導通状態にし、他方の負極給電線9bを導通状態にすれば、電極5cからSMA2cを経て電極6cに、さらに、電極6dからSMA2dを経て電極5dに電流が流れ、SMA2cとSMA2dにパルス電圧が与えられる。この場合には、SMA2c及びSMA2dの伸縮運動により振動板4が振動する。給電構成は、図4及び図5に示した例に限られず、振動板4の電極6a〜6dの各々に正極給電線8又は負極給電線9が接続され、固定板3の電極5a〜5dの各々に負極給電線9又は正極給電線8が接続されて、各負極給電線9の導通状態又は各正極給電線8の導通状態がオン、オフ制御されてもよい。この給電構成では、中継給電線10が不要となる。   For example, if both the negative electrode feeders 9a and 9b are made conductive, current flows from the electrode 5a of the fixed plate 3 to the electrode 6a of the diaphragm 4 via the SMA 2a, and further from the electrode 6b to the electrode 5b via the SMA 2b. At the same time, a current flows from the electrode 5c through the SMA 2c to the electrode 6c, and further from the electrode 6d through the SMA 2d to the electrode 5d, and a pulse voltage is applied to all of the SMAs 2a to 2d. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction motions of all the SMAs 2a to 2d. If one negative electrode feeder 9a is made conductive and the other negative electrode feeder 9b is made nonconductive, an electric current flows from the electrode 5a to the electrode 6a via the SMA 2a, and further from the electrode 6b to the electrode 5b via the SMA 2b. A pulse voltage is applied to SMA2a and SMA2b. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction of the SMA 2a and SMA 2b. If one negative electrode feeder 9a is made non-conductive and the other negative electrode feeder 9b is made conductive, current flows from electrode 5c to SMA2c to electrode 6c, and further from electrode 6d to SMA2d to electrode 5d, A pulse voltage is applied to SMA2c and SMA2d. In this case, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction of the SMA 2c and SMA 2d. The feed configuration is not limited to the example shown in FIGS. 4 and 5, and the positive feed line 8 or the negative feed line 9 is connected to each of the electrodes 6 a to 6 d of the diaphragm 4, and the electrodes 5 a to 5 d of the fixed plate 3 are connected. The negative electrode power supply line 9 or the positive electrode power supply line 8 may be connected to each, and the conduction state of each negative electrode power supply line 9 or the conduction state of each positive electrode power supply line 8 may be controlled on and off. In this power supply configuration, the relay power supply line 10 is not necessary.

本実施形態のアクチュエータ1によれば、以下のような効果が得られる。
(1)振動板4をSMA2で直接吊っているので、従来の構成におけるピンが存在しない分、アクチュエータ1の厚さを薄くすることができる。つまり、SMA2の太さは50μmと細く、実質的なアクチュエータ1の厚さは、固定板3及び振動板4の厚さと電極5、6の高さとなるため、アクチュエータ1を薄くすることができる。これにより、アクチュエータ1を用い、振動板4の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置を構成した場合、情報伝達装置を薄くすることができる。
(2)振動板4を4個のSMA2で吊っており、これら4個のSMA2は、従来のピンを用いた構造における形状記憶合金の2個分に相当する。従って、4個のSMA2を同期して伸縮させれば、従来のピンを用いた構造と比較して、倍の個数のSMA2の伸縮力によって振動板4を振動させることになり、振動強度を2倍にすることができる。
(3)振動板4を吊るすSMA2の個数を増やせば、その分、振動を強くすることができる。
(4)アクチュエータ1を薄くすることと、振動板4の振動強度を強くすることを両立させることができる。
(5)SMA2の個数を増やすことで、SMA2の各々にパルス電圧を与えるタイミングや期間を様々な形態にすることができ、これにより、振動板4の振動を多様にすることもできる。
(6)従来のようなピンを用いていないので、ピンによって形状記憶合金が切断されたりピンが折れ曲ったりすることがなく、機械的な破損を克服することができる。
(7)従来のようにピンが引っ掛かることがなく、布などにも容易に装着することができる。
(8)振動板4は突起部4aを有するので、生体に与える振動感覚を突かれた感覚とすることができる。
(9)アクチュエータ1を薄くすることができ、同時に、振動板4の振動を強くすることができるので、アクチュエータ1を身体に装着するバンド状の部材の表面に設置し、腕、足、首、額等に巻き付けて使用することで、末梢神経麻痺度の判定、自動車、ロボット、バーチャルリアリティ、アミューズメント等、様々なものに応用することが可能である。
(10)アクチュエータ1を布などに設置し、人体に触れるように使用することで、ツボの刺激、癒し効果、スポーツへの応用等、多方面に応用することが可能である。
(11)従来の数倍の振動が得られるので、指先や掌などの感覚が鋭いところ以外でも生体に振動を伝達することができ、応用範囲が広がる。
According to the actuator 1 of the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the diaphragm 4 is directly hung by the SMA 2, the thickness of the actuator 1 can be reduced by the amount of no pin in the conventional configuration. That is, the thickness of the SMA 2 is as thin as 50 μm, and the substantial thickness of the actuator 1 is the thickness of the fixed plate 3 and the vibration plate 4 and the height of the electrodes 5 and 6, so that the actuator 1 can be made thin. Thereby, when the information transmission apparatus which transmits the signal by applying the vibration of the diaphragm 4 to the living body using the actuator 1 is configured, the information transmission apparatus can be thinned.
(2) The diaphragm 4 is suspended by four SMAs 2, and these four SMAs 2 correspond to two shape memory alloys in a structure using a conventional pin. Therefore, if the four SMAs 2 are expanded and contracted in synchronization, the diaphragm 4 is vibrated by the expansion / contraction force of the number of SMAs 2 compared to the structure using the conventional pin, and the vibration intensity is 2 Can be doubled.
(3) If the number of SMAs 2 that suspend the diaphragm 4 is increased, the vibration can be strengthened accordingly.
(4) The actuator 1 can be made thin and the vibration intensity of the diaphragm 4 can be increased.
(5) By increasing the number of SMA 2, the timing and period for applying the pulse voltage to each of the SMA 2 can be changed to various forms, whereby the vibration of the diaphragm 4 can be diversified.
(6) Since a conventional pin is not used, the shape memory alloy is not cut or bent by the pin, and mechanical damage can be overcome.
(7) The pin is not caught as in the prior art, and can be easily attached to a cloth or the like.
(8) Since the diaphragm 4 has the protrusions 4a, the vibration sensation given to the living body can be made a sense of being struck.
(9) Since the actuator 1 can be made thin and at the same time the vibration of the diaphragm 4 can be strengthened, the actuator 1 is installed on the surface of a band-shaped member to be worn on the body, and the arm, foot, neck, By wrapping around a forehead or the like, it can be applied to various things such as determination of peripheral nerve paralysis, automobiles, robots, virtual reality, amusement and the like.
(10) By installing the actuator 1 on a cloth or the like and using it so as to touch the human body, it can be applied in various fields such as stimulation of acupoints, healing effect, and application to sports.
(11) Since vibration several times that of the prior art can be obtained, vibration can be transmitted to the living body even in places other than a sharp sense such as a fingertip or palm, and the application range is expanded.

図6は、第2の実施形態によるアクチュエータ1の構成を示す。このアクチュエータ1は、振動板4の支持構造が第1の実施形態と異なり、固定板3の下面と振動板4の下面に電極5、電極6が設けられ、SMA2の各々は、固定板3の下面の電極5と振動板4の下面の電極6との間に接続され、振動板4を固定板3により吊るすように構成されている。すなわち、SMA2は、振動板4を橋渡しするように両端が固定板3の下面側と振動板4の下面側とに繋がれて、振動板4を固定板3の下面側から吊るしている。他の構成については、第1の実施形態と同様であり、SMA2への給電は、第1の実施形態と同様の構成により行われればよい。   FIG. 6 shows a configuration of the actuator 1 according to the second embodiment. Unlike the first embodiment, the actuator 1 is provided with electrodes 5 and 6 on the lower surface of the fixed plate 3 and the lower surface of the vibration plate 4. It is connected between the electrode 5 on the lower surface and the electrode 6 on the lower surface of the diaphragm 4 so that the diaphragm 4 is suspended by the fixed plate 3. That is, both ends of the SMA 2 are connected to the lower surface side of the stationary plate 3 and the lower surface side of the diaphragm 4 so as to bridge the diaphragm 4, and the diaphragm 4 is suspended from the lower surface side of the stationary plate 3. About another structure, it is the same as that of 1st Embodiment, and the electric power feeding to SMA2 should just be performed by the structure similar to 1st Embodiment.

第2の実施形態のアクチュエータ1によれば、SMA2の角度が第1の実施形態と比較して水平に近く小さくなり、SMA2の角度が小さいほど、三角形の法則によりSMA2が伸縮したときのSMA2の上下変位が大きくなるために、振動板4の上下振動の振幅が第1の実施形態よりも大きくなり、SMA2の伸縮運動の数倍に及ぶ振動板4の上下振動の振幅が得られる。振動板4を吊り上げる力のベクトルの上下方向の成分が小さくなり、振動板4を振動させる力は弱くなる。固定板3の下面に電極5を設けたことにより、固定板3の上面が平坦になり、固定板3の上面側は、振動板4の突起部4a以外に出っ張っているものがなく、アクチュエータ1を設置した状態での生体が突起部4aを触れる側の面が面一でスムースになる。また、固定板3の上面が平坦であるため、突起部4aを生体に触れさせるのに障害となるものがなく、突起部4aの少なくとも一部を固定板3の上面よりも僅かに出るように設置するだけで、突起部4aを生体に触れさせる構成とすることができ、アクチュエータ1の厚さが薄くなりスマートになる。   According to the actuator 1 of the second embodiment, the angle of the SMA 2 becomes smaller than the horizontal in comparison with the first embodiment, and the smaller the angle of the SMA 2 is, the smaller the angle of the SMA 2 is when the SMA 2 expands and contracts by the law of triangles. Since the vertical displacement becomes large, the amplitude of the vertical vibration of the diaphragm 4 becomes larger than that of the first embodiment, and the amplitude of the vertical vibration of the diaphragm 4 which is several times the expansion and contraction motion of the SMA 2 is obtained. The vertical component of the force vector for lifting the diaphragm 4 is reduced, and the force for vibrating the diaphragm 4 is weakened. By providing the electrode 5 on the lower surface of the fixed plate 3, the upper surface of the fixed plate 3 becomes flat, and the upper surface side of the fixed plate 3 has no protrusion other than the protruding portion 4 a of the diaphragm 4, and the actuator 1 The surface on the side where the living body touches the protrusion 4a in a state where the is installed is flush with the surface. Further, since the upper surface of the fixing plate 3 is flat, there is no obstacle to touching the living body with the protruding portion 4a so that at least a part of the protruding portion 4a protrudes slightly from the upper surface of the fixing plate 3. Only by installing, the protrusion 4a can be brought into contact with the living body, and the thickness of the actuator 1 is reduced, which makes it smarter.

図7(a)(b)は、第3の実施形態によるアクチュエータ1の構成を示す。このアクチュエータ1は、振動板4の支持構造が第1の実施形態と異なり、振動板4に複数の貫通孔41、42が設けられ、複数個のSMA2は、貫通孔41、42を縫うように通され、かつ、SMA2の両端が固定板3に固定され、振動板4を固定板3により吊るすように構成されている。この実施形態では、2個のSMA2で振動板4を吊るしており、SMA2の個数に対応して貫通孔41、42が振動板4に設けられている。SMA2の両端は、固定板3の上面に楔7によって固定されている。この実施形態では、振動板4の貫通孔41、42にSMA2を通すため、振動板4には第1の実施形態における電極6が設けられていない。SMA2の両端を楔7で固定するため、固定板3には第1の実施形態における電極5が設けられていない。固定板3及び振動板4の構成は、振動板4に貫通孔41、42が設けられている以外は、第1の実施形態と同様である。   7A and 7B show the configuration of the actuator 1 according to the third embodiment. Unlike the first embodiment, the actuator 1 is provided with a plurality of through holes 41 and 42 in the diaphragm 4, and the plurality of SMAs 2 sew the through holes 41 and 42. Further, both ends of the SMA 2 are fixed to the fixed plate 3, and the diaphragm 4 is suspended by the fixed plate 3. In this embodiment, the diaphragm 4 is suspended by two SMAs 2, and through holes 41 and 42 are provided in the diaphragm 4 corresponding to the number of SMAs 2. Both ends of the SMA 2 are fixed to the upper surface of the fixing plate 3 by wedges 7. In this embodiment, since the SMA 2 is passed through the through holes 41 and 42 of the diaphragm 4, the diaphragm 6 is not provided with the electrode 6 in the first embodiment. Since both ends of the SMA 2 are fixed by the wedges 7, the electrode 5 in the first embodiment is not provided on the fixing plate 3. The configurations of the fixed plate 3 and the diaphragm 4 are the same as those of the first embodiment except that the diaphragm 4 is provided with through holes 41 and 42.

振動板4の2つの貫通孔41、42は、各々、振動板4内で横方向に延びる横孔部と、横孔部の両端から上下方向に延び、振動板4の底面に開口する2つの縦孔部と、を有する。貫通孔41の横孔部と貫通孔42の横孔部は、上下方向に異なる高さにあり、上面視で振動板4の中央で互いに直角に交差している。SMA2は、直径が50μm程度と細く、曲げに対してある程度の柔軟性及び弾力性があるため、SMA2を振動板4の底面から貫通孔41、42に挿入して押していくことにより、SMA2が貫通孔41、42に沿って変形し、SMA2を貫通孔41、42に通すことが可能である。楔7の位置すなわちSMA2の両端の固定位置は、第1の実施形態における電極5の位置と同じである。楔7は、電極の役割を担い、SMA2に給電するための給電線が接続される。一方のSMA2は、貫通孔41に通されて、対向する2つの楔7間に接続されており、もう一方のSMA2は、貫通孔42に通されて、上記とは別の対向する2つの楔7間に接続されている。各SMA2は、上面視で直線状になっており、2つのSMA2は、上面視で振動板4の中央で直角に交差している。2つのSMA2は、別々の貫通孔41、42に通されており、貫通孔41の横孔部と貫通孔42の横孔部が上下方向に異なる高さにあるため、互いに接触しないように交差している。SMA2への給電は、各SMA2の両端の楔7に正極給電線と負極給電線を接続し、信号発生回路により、負極給電線の導通状態をオン、オフ制御することで行われる。   The two through-holes 41 and 42 of the diaphragm 4 each include a lateral hole portion extending in the lateral direction within the diaphragm 4, and two apertures extending vertically from both ends of the lateral hole portion and opening at the bottom surface of the diaphragm 4. And a vertical hole portion. The horizontal hole portion of the through hole 41 and the horizontal hole portion of the through hole 42 are at different heights in the vertical direction, and intersect each other at a right angle at the center of the diaphragm 4 in a top view. Since the SMA 2 has a thin diameter of about 50 μm and has a certain degree of flexibility and elasticity with respect to bending, the SMA 2 is penetrated by inserting and pushing the SMA 2 into the through holes 41 and 42 from the bottom surface of the diaphragm 4. It is possible to deform along the holes 41 and 42 and pass the SMA 2 through the through holes 41 and 42. The position of the wedge 7, that is, the fixed position at both ends of the SMA 2 is the same as the position of the electrode 5 in the first embodiment. The wedge 7 serves as an electrode and is connected to a power supply line for supplying power to the SMA 2. One SMA 2 is passed through the through-hole 41 and connected between two opposing wedges 7, and the other SMA 2 is passed through the through-hole 42 and has two opposing wedges different from the above. 7 is connected. Each SMA 2 is linear when viewed from above, and the two SMAs 2 intersect at right angles at the center of the diaphragm 4 when viewed from above. The two SMAs 2 are passed through separate through-holes 41 and 42, and the horizontal hole part of the through-hole 41 and the horizontal hole part of the through-hole 42 are at different heights in the vertical direction so that they do not contact each other. doing. The power supply to the SMA 2 is performed by connecting the positive and negative power supply lines to the wedges 7 at both ends of each SMA 2 and controlling the on / off state of the negative power supply line by a signal generation circuit.

第3の実施形態のアクチュエータ1によれば、固定板3の上面及び振動板4に第1の実施形態における電極が設けられていないため、アクチュエータ1の厚さが第1の実施形態より薄くなりスマートになる。固定板3の上面からの楔7の出っ張りは、第1の実施形態における電極の出っ張りよりも小さく、アクチュエータ1を設置した状態での生体が突起部4aを触れる側の面が面一でスムースになる。各SMA2は、対向する2つの楔7間に接続されることに替えて、すなわち上面視で2つのSMA2が交差することに替えて、図8に示すように、上面視で折曲がって隣接する2つの楔7間に接続されてもよい。このように接続するには、貫通孔41、42の横孔部が互いに並列になるように貫通孔41、42を設ければよい。貫通孔41、42に替えて、振動板4の底に溝を設けて、溝にSMA2を通して振動板4を吊るす構成としてもよい。SMA2の両端は、楔7によって固定することに替えて、固定板3に電極を設けて、カシメによって電極に固定されてもよい。   According to the actuator 1 of the third embodiment, since the electrode in the first embodiment is not provided on the upper surface of the fixed plate 3 and the vibration plate 4, the thickness of the actuator 1 is thinner than that of the first embodiment. Become smart. The protrusion of the wedge 7 from the upper surface of the fixing plate 3 is smaller than the protrusion of the electrode in the first embodiment, and the surface on the side where the living body touches the protrusion 4a with the actuator 1 installed is smooth and smooth. Become. As shown in FIG. 8, each SMA 2 is adjacent to bend in the top view instead of being connected between the two opposing wedges 7, that is, the two SMAs 2 crossing in the top view. It may be connected between two wedges 7. In order to connect in this way, the through holes 41 and 42 may be provided so that the horizontal hole portions of the through holes 41 and 42 are parallel to each other. Instead of the through holes 41 and 42, a groove may be provided at the bottom of the diaphragm 4, and the diaphragm 4 may be suspended through the SMA 2 in the groove. Instead of fixing both ends of the SMA 2 by the wedges 7, electrodes may be provided on the fixing plate 3 and fixed to the electrodes by caulking.

図9(a)(b)は、第4の実施形態によるアクチュエータ1の構成を示す。このアクチュエータ1は、第2の実施形態の構成に加え、SMA2の張力を維持するためのバネ90を備える。本実施形態では、バネ90は、ひげバネであり、基端部92が振動板4の下面に固定され、先端のフック部がSMA2に引っ掛けられている。バネ90は、SMA2と直角方向であってかつ固定板3及び振動板4の厚さ方向と直角方向にSMA2を引っ張って、SMA2に一定の張力を与えている。バネ90は、各SMA2に一定の張力を与えるために、4個取付けられている。   FIGS. 9A and 9B show the configuration of the actuator 1 according to the fourth embodiment. The actuator 1 includes a spring 90 for maintaining the tension of the SMA 2 in addition to the configuration of the second embodiment. In the present embodiment, the spring 90 is a whisker spring, the base end portion 92 is fixed to the lower surface of the diaphragm 4, and the tip hook portion is hooked on the SMA 2. The spring 90 pulls the SMA 2 in a direction perpendicular to the SMA 2 and in a direction perpendicular to the thickness direction of the fixed plate 3 and the diaphragm 4 to apply a constant tension to the SMA 2. Four springs 90 are attached to give a constant tension to each SMA 2.

振動板4の振動は、SMA2に張力が与えられている状態でSMA2が伸縮運動することにより、SMA2の伸縮運動が振動板4の上下運動に変換されて行われる。SMA2は、使用していると、永久歪を発生して少しずつ伸び、その伸び量が元の長さの十数%程度に達することがある。SMA2が永久歪で伸びると、吊っている振動板4が固定板3の開口3a内で沈んでしまい、それまでと同じように生体が振動板4に触れても、SMA2に十分な張力が与えられず、その結果、振動板4を十分に振動させることができなくなる。電気パルスを与えることによるSMA2の伸縮は、SMA2の張力に抗して働くので、SMA2の張力は、振動板4の振動に大きく影響し、振動板4を十分に振動させるには、SMA2に十分な張力を与える必要がある。そこで、本実施形態のアクチュエータ1は、バネ90にてSMA2に一定の張力を与えるようにしている。   The vibration of the diaphragm 4 is performed by converting the expansion / contraction movement of the SMA 2 into the vertical movement of the diaphragm 4 by the expansion / contraction movement of the SMA 2 in a state where the tension is applied to the SMA 2. When SMA2 is used, permanent deformation is generated and the SMA2 is stretched little by little, and the amount of elongation may reach about 10% of the original length. When the SMA 2 extends with permanent strain, the suspended diaphragm 4 sinks in the opening 3a of the fixed plate 3, and even if the living body touches the diaphragm 4 as before, sufficient tension is applied to the SMA 2. As a result, the diaphragm 4 cannot be sufficiently vibrated. The expansion and contraction of the SMA 2 by applying an electric pulse works against the tension of the SMA 2, so the tension of the SMA 2 greatly affects the vibration of the diaphragm 4, and is sufficient for the SMA 2 to sufficiently vibrate the diaphragm 4. It is necessary to give proper tension. Therefore, the actuator 1 of the present embodiment applies a certain tension to the SMA 2 by the spring 90.

第4の実施形態のアクチュエータ1によれば、SMA2が永久歪によって伸びても、図9(b)に示すように、バネ90によってSMA2が引っ張られることにより、SMA2の張力が一定に保たれる。従って、SMA2が永久歪によって伸びても、SMA2の張力を維持することができ、振動板4の振動強度を維持することができる。しかも、固定板3及び振動板4の厚さ方向と直角方向にSMA2を引っ張るので、アクチュエータ1の厚さ方向のサイズが大きくなることがない。バネ90は、SMA2が伸びる方向にSMA2を引っ張ってもよい。この場合、SMA2の伸縮方向とベクトルが同じであるので、共振、バネ90による振動の吸収などを十分考慮したバネ90とするのが望ましい。バネ90は、SMA2を押すことで、SMA2に一定の張力を与えてもよい。バネ90の基端部92が固定板3に固定されてもよい。4個のバネ90が一体的に構成されたものを採用してもよい。バネ90としてコイルバネを用いて、SMA2を引く又は押すようにしてもよい。   According to the actuator 1 of the fourth embodiment, even if the SMA 2 extends due to permanent deformation, the tension of the SMA 2 is kept constant by being pulled by the spring 90 as shown in FIG. 9B. . Therefore, even when the SMA 2 is stretched by permanent deformation, the tension of the SMA 2 can be maintained, and the vibration strength of the diaphragm 4 can be maintained. In addition, since the SMA 2 is pulled in a direction perpendicular to the thickness direction of the fixed plate 3 and the diaphragm 4, the size of the actuator 1 in the thickness direction does not increase. The spring 90 may pull the SMA 2 in the direction in which the SMA 2 extends. In this case, since the vector is the same as the expansion and contraction direction of the SMA 2, it is desirable to use the spring 90 that sufficiently considers resonance, vibration absorption by the spring 90, and the like. The spring 90 may apply a constant tension to the SMA 2 by pressing the SMA 2. The base end portion 92 of the spring 90 may be fixed to the fixing plate 3. A structure in which four springs 90 are integrally formed may be employed. A coil spring may be used as the spring 90 to pull or push the SMA 2.

図10は、第5の実施形態によるアクチュエータ1の構成を示す。このアクチュエータ1は、第1の実施形態の構成に加え、SMA2の張力を維持するための上記とは別の構成でなるバネ90を備える。本実施形態では、バネ90は、2つの弾性変形部93が基端部94から延びた構成のトーションバネであり、基端部94が固定板3の下面に固定され、一方の弾性変形部93が1つのSMA2に押し当てられ、他方の弾性変形部93が別の1つのSMA2に押し当てられている。各弾性変形部93は、固定板3と振動板4との間において、下側からSMA2に押し当てられており、SMA2を上方に押して、SMA2に一定の張力を与えている。バネ90は、各SMA2に一定の張力を与えるために、2個取付けられている。   FIG. 10 shows a configuration of the actuator 1 according to the fifth embodiment. The actuator 1 includes a spring 90 having a configuration different from the above for maintaining the tension of the SMA 2 in addition to the configuration of the first embodiment. In the present embodiment, the spring 90 is a torsion spring in which two elastically deformable portions 93 extend from the base end portion 94, and the base end portion 94 is fixed to the lower surface of the fixing plate 3, and one elastically deformable portion 93. Is pressed against one SMA 2, and the other elastic deformation portion 93 is pressed against another SMA 2. Each elastic deformation portion 93 is pressed against the SMA 2 from the lower side between the fixed plate 3 and the vibration plate 4, and pushes the SMA 2 upward to give a constant tension to the SMA 2. Two springs 90 are attached to give a constant tension to each SMA 2.

第5の実施形態のアクチュエータ1によれば、SMA2が永久歪によって伸びても、バネ90の力によってSMA2の張力を維持することができ、振動板4の振動強度を維持することができる。バネ90としてコイルバネを用いて、SMA2を引く又は押すようにしてもよい。この実施形態によるバネ90を用いてSMA2の張力を維持する構成は、他の実施形態の構成にも同様に適用することができる。   According to the actuator 1 of the fifth embodiment, even if the SMA 2 extends due to permanent strain, the tension of the SMA 2 can be maintained by the force of the spring 90, and the vibration strength of the diaphragm 4 can be maintained. A coil spring may be used as the spring 90 to pull or push the SMA 2. The configuration for maintaining the tension of the SMA 2 using the spring 90 according to this embodiment can be similarly applied to the configurations of the other embodiments.

図11は、アクチュエータ1を用いた情報伝達装置の実施例に係る身体装着具70を示す。身体装着具70は、輪帯状のバンド71の内側の面に多数のアクチュエータ1を一列に取付けたものである。各アクチュエータ1は、バンド71に縫い付けられている。各アクチュエータ1は、第1の実施形態と同様に給電線が接続され、それらの給電線は、1つの信号発生回路に接続される。給電線の導通状態が信号発生回路によってオン、オフ制御されることにより、各アクチュエータ1のSMAが駆動されて、各アクチュエータの振動板が振動される。身体装着具70は、身体の各部位に巻き付けるように装着して使用される。このような身体装着具70によれば、アクチュエータ1に触れるようにバンド71を人の手首、足首、首、額などに巻き付けて、各アクチュエータ1の振動板を振動させることにより、微妙な振動で末梢神経麻痺度の検査を行うことができる。身体の各部位に装着して、色々な信号伝達を行うことができる。身体装着具70は、身体への装着の自由度が高く、足の甲、手首、首、額など湾曲している部分にも対応でき、医療をはじめアミューズメントや目の障碍者への信号伝達など等多岐にわたって有効なツールとなる。   FIG. 11 shows a body wearing device 70 according to an embodiment of the information transmission device using the actuator 1. The body wearing tool 70 has a large number of actuators 1 attached in a row on the inner surface of a ring-shaped band 71. Each actuator 1 is sewn on a band 71. Each actuator 1 is connected to a power supply line as in the first embodiment, and these power supply lines are connected to one signal generation circuit. When the conduction state of the power supply line is turned on and off by the signal generation circuit, the SMA of each actuator 1 is driven, and the diaphragm of each actuator is vibrated. The body wearing tool 70 is used by being worn around each part of the body. According to such a body wearing device 70, the band 71 is wound around a person's wrist, ankle, neck, forehead or the like so as to touch the actuator 1, and the vibration plate of each actuator 1 is vibrated, thereby generating subtle vibrations. Peripheral nerve palsy can be examined. Various signals can be transmitted by wearing each part of the body. The body wearing device 70 has a high degree of freedom for wearing on the body, can be used for curved parts such as the back of the foot, wrist, neck, forehead, etc., as well as medical and amusement and signal transmission to the disabled It will be an effective tool for a wide range.

図12は、アクチュエータ1を用いた情報伝達装置の別の実施例に係る身体装着具80を示す。身体装着具80は、布や柔らかい樹脂などから成る柔軟なシート状部材81の片側の面に多数のアクチュエータ1を縦横マトリックス状に取付けたものである。各アクチュエータ1は、シート状部材81に縫い付けられている。各アクチュエータ1は、図11の場合と同様に駆動されて、各アクチュエータ1の振動板が振動する。身体装着具80は、人の掌や足裏に当てたり肩や脚などの身体に掛けるように装着して使用される。このような身体装着具80によれば、アクチュエータ1に触れるようにシート状部材81を手足に当てて、各アクチュエータ1の振動板を振動させることにより、ツボの刺激や癒しが可能であり、また、複雑な情報呈示が可能である。身体に装着することで、自動車、飛行機などの運転者に対し高度な情報呈示を行うことができ、高齢者に肩、背中を撫でるような振動を発生して癒しの効果をもたらすこともできる。映画やゲームなどのアミューズメントにおいては、映像とアクチュエータ1の振動を同期させることで、今までにない振動を伴う非常にリアルな表現が可能になる。   FIG. 12 shows a body wearing device 80 according to another embodiment of the information transmission device using the actuator 1. The body wearing tool 80 is obtained by attaching a large number of actuators 1 in a vertical and horizontal matrix form on one surface of a flexible sheet-like member 81 made of cloth or soft resin. Each actuator 1 is sewn to the sheet-like member 81. Each actuator 1 is driven in the same manner as in FIG. 11, and the diaphragm of each actuator 1 vibrates. The body attachment device 80 is used by being attached to a person's palm or sole or hanging on a body such as a shoulder or a leg. According to such a body wearing device 80, the acupuncture points can be stimulated and healed by placing the sheet-like member 81 against the limb so as to touch the actuator 1 and vibrating the vibration plate of each actuator 1. Complex information presentation is possible. By wearing it on the body, it is possible to present advanced information to drivers of automobiles, airplanes and the like, and it is possible to generate healing effects such as stroking the shoulders and back of the elderly. In an amusement such as a movie or a game, by synchronizing the image and the vibration of the actuator 1, a very realistic expression with an unprecedented vibration becomes possible.

図13は、アクチュエータ1を用いた情報伝達装置100の電気的ブロックの構成を示す。情報伝達装置100は、アクチュエータ1のSMA2に与えるパルス電圧を生成する信号発生回路11をさらに備える。信号発生回路11は、マイコン12と、SMA駆動基板13とから構成される。この情報伝達装置100は、第1の実施形態のアクチュエータ1を1個だけ備えた場合に対応するものであり、SMA駆動基板13は、アクチュエータ1の固定板に取付けられればよい。アクチュエータ1を複数個備える場合には、複数個のアクチュエータ1のSMA2の全てが電極及び給電線を介して1個のSMA駆動基板13に接続される。マイコン12は、そのD/Aコンバータ出力のアナログ出力によりAM変調を実現し、プログラムによりタイミングパルス出力を制御することでFM変調を実現する。SMA駆動基板13は、マイコン12のD/Aコンバータ出力と、タイミングパルス出力とを合成して、AM変調及びFM変調が掛けられたパルス電圧を出力する。マイコン12は、パルス電圧を与えるSMA2のチャンネルを切り替え制御する信号も出力し、SMA駆動基板13は、この信号に基いて、各SMA2にパルス電圧を与える。   FIG. 13 shows an electrical block configuration of the information transmission apparatus 100 using the actuator 1. The information transmission device 100 further includes a signal generation circuit 11 that generates a pulse voltage to be applied to the SMA 2 of the actuator 1. The signal generation circuit 11 includes a microcomputer 12 and an SMA drive board 13. This information transmission apparatus 100 corresponds to the case where only one actuator 1 according to the first embodiment is provided, and the SMA drive board 13 may be attached to the fixed plate of the actuator 1. In the case where a plurality of actuators 1 are provided, all of the SMAs 2 of the plurality of actuators 1 are connected to one SMA drive substrate 13 through electrodes and power supply lines. The microcomputer 12 realizes AM modulation by analog output of the D / A converter output, and realizes FM modulation by controlling timing pulse output by a program. The SMA drive board 13 combines the D / A converter output of the microcomputer 12 and the timing pulse output, and outputs a pulse voltage subjected to AM modulation and FM modulation. The microcomputer 12 also outputs a signal for switching and controlling the channel of the SMA 2 that provides the pulse voltage, and the SMA drive board 13 applies the pulse voltage to each SMA 2 based on this signal.

このような構成により、振動を呈示する対象物や情報伝達装置100の利用方法に応じて、最適な振動を発生するように、各SMA2に与えるパルス電圧の電圧値の高さやパルス幅、パルス周期、及び各SMA2にパルス電圧を与えるタイミングや期間などをマイコン12にてプログラミングし、SMA駆動基板13介して各SMA2を駆動する。マイコン12には、マンインターフェース用に液晶タイプの表示装置14が接続され、操作押しボタンなどが配され、スタンドアロン方式で、それだけで操作できるように構成されている。マイコン12は、LAN、USBを備えており、プログラムの自由度が高いパソコン(上位コンピュータ)15を用いて、より複雑なSMA2の駆動波形を作成し、それをLAN、USBを介してマイコン12に書き込むことができる。パソコン15には、表示器16が接続される。さらに、インターネット経由で駆動波形を配信したり、IOT(Internet of Things)を利用してより高度な制御を行うことも可能である。   With such a configuration, the voltage value height, the pulse width, and the pulse period of the pulse voltage applied to each SMA 2 so as to generate the optimum vibration according to the object that presents the vibration and the method of using the information transmission device 100. , And the timing and period of applying the pulse voltage to each SMA 2 are programmed by the microcomputer 12, and each SMA 2 is driven via the SMA drive substrate 13. The microcomputer 12 is connected to a liquid crystal type display device 14 for a man interface, and is provided with operation push buttons and the like, and is configured to be operated by itself in a stand-alone manner. The microcomputer 12 includes a LAN and a USB, and uses a personal computer (upper computer) 15 having a high degree of freedom of program to create a more complicated drive waveform of the SMA 2 and sends it to the microcomputer 12 via the LAN and USB. Can write. A display 16 is connected to the personal computer 15. Furthermore, it is also possible to distribute drive waveforms via the Internet or perform more advanced control using IOT (Internet of Things).

図14は、SMA2に与えるパルス電圧のパターンすなわちSMA2の駆動波形の例を示す。図14の上側のグラフはパルス電圧の波形の例であり、このグラフにおいて、1本1本の線がSMA2に与えるパルス電圧を表し、各線の高さがそのパルス電圧の電圧値を示す。パルス電圧の電圧値が高いほど強い振動が得られる。線と線の間隔がパルス周期を表し、線と線の間隔が狭いほどパルス周期が短く、線と線の間隔が広いほどパルス周期が長い。この例では、パルス電圧をAM変調及びFM変調して、時間の経過に連れてパルス電圧の電圧値とパルス周期を変化させており、パルス電圧の電圧値を1.5V〜2.5Vの範囲で徐々に増減変化(AM変調)させ、かつ、パルス周期を1Hz〜1kHzの範囲で徐々に増減変化(FM変調)させている。   FIG. 14 shows an example of a pulse voltage pattern applied to SMA2, that is, an example of a driving waveform of SMA2. The upper graph in FIG. 14 is an example of the waveform of the pulse voltage. In this graph, each line represents the pulse voltage applied to the SMA 2, and the height of each line represents the voltage value of the pulse voltage. The higher the pulse voltage value, the stronger the vibration. The interval between the lines represents the pulse period, the shorter the interval between the lines, the shorter the pulse period, and the wider the interval between lines, the longer the pulse period. In this example, the pulse voltage is AM-modulated and FM-modulated, and the voltage value of the pulse voltage and the pulse period are changed with time, and the voltage value of the pulse voltage is in the range of 1.5V to 2.5V. Are gradually increased and decreased (AM modulation), and the pulse period is gradually increased and decreased (FM modulation) in the range of 1 Hz to 1 kHz.

図14の下側のタイムチャートは、各SMA2(各チャンネル)にパルス電圧を与えるタイミングの例である。このタイムチャートは、チャンネルCh1〜Ch16の計16チャンネル(計16個のSMA2)を有する例である。第1又は第2の実施形態のアクチュエータ1を1個備え、センター給電法を行う場合は、チャンネルは4つでよく、第1又は第2の実施形態のアクチュエータ1を1個備え、ペア給電法を行う場合、及び第3の実施形態のアクチュエータ1を1個備える場合は、チャンネルは2つでよい。図11及び図12のように複数個のアクチュエータ1を備える場合は、チャンネルは複数個のアクチュエータ1のSMA2の総個数とされる。このタイムチャートにおいて、各横バー(T6、T7、・・・、T16)は、各チャンネルCh1〜Ch16の有効/無効、及び有効である場合の有効期間を示しており、横バーのあるチャンネルが有効であり、横バーの左端から右端までが有効期間である。各チャンネルには、有効である期間に、その期間に生成されたパルス電圧(上側のグラフのパルス電圧)が与えられる。   The time chart on the lower side of FIG. 14 is an example of timing for applying a pulse voltage to each SMA 2 (each channel). This time chart is an example having a total of 16 channels (total 16 SMA2) of channels Ch1 to Ch16. When one actuator 1 according to the first or second embodiment is provided and the center feeding method is performed, the number of channels may be four, one actuator 1 according to the first or second embodiment is provided, and the pair feeding method is used. When performing the above and when one actuator 1 of the third embodiment is provided, the number of channels may be two. When a plurality of actuators 1 are provided as shown in FIGS. 11 and 12, the channel is the total number of SMAs 2 of the plurality of actuators 1. In this time chart, each horizontal bar (T6, T7,..., T16) indicates the validity / invalidity of each channel Ch1 to Ch16 and the valid period when it is valid. It is effective, and the effective period is from the left end to the right end of the horizontal bar. Each channel is given a pulse voltage (pulse voltage in the upper graph) generated during the effective period.

この例では、チャンネルCh6〜Ch16のみが有効で、チャンネルCh1〜Ch5にはパルス電圧を与えていない状態を示す。Ch6とCh7に着目すると、先にCh7にパルス電圧を与え始め、オーバーラップしてCh6にパルス電圧を与え始めている。従って、最初は、Ch7のSMA2の伸縮により振動板4が振動し、Ch6のオーバーラップの期間に入ると、Ch7のSMA2とCh6のSMA2とによる振動に変化し、その後、Ch6のみの期間に入ると、Ch6のSMA2のみによる振動になる。オーバーラップ期間を設けることにより、スムースに振動板4の振動の態様を変化させることができる。Ch14とCh15に着目すると、同じタイミングでパルス電圧を与えている。従って、Ch14のSMA2による振動とCh15のSMA2による振動とを合せた強い振動が得られる。Ch14による振動とCh15による振動は、上側のグラフのパルス電圧から判るように、同時に最初はゆっくり振動し、振動強度が強まっていくと同時に振動周期も早くなっていき、振動強度がピークに達した後、振動強度が弱まっていくと同時に周期も遅くなっていく。Ch6〜Ch16に着目すると、前半は多数のChが入り乱れて有効になっており、振動板4の振動は非常に複雑で、振動板4に触れる生体の感ずる感触は非常に複雑なものとなる。このように、パルス電圧の電圧値、パルス周期、パルス電圧を与えるSMA2(チャンネル)を自由に変えることにより、振動板4の様々な振動を作り出すことができる。   In this example, only the channels Ch6 to Ch16 are effective, and no pulse voltage is applied to the channels Ch1 to Ch5. Focusing on Ch6 and Ch7, the pulse voltage is first given to Ch7, and the pulse voltage is given to Ch6 in an overlapping manner. Therefore, at first, the diaphragm 4 vibrates due to the expansion and contraction of Ch7 SMA2, and when entering the overlap period of Ch6, it changes to vibration by Ch7 SMA2 and Ch6 SMA2, and then enters the period of only Ch6. Then, the vibration is caused only by Ch6 SMA2. By providing the overlap period, the vibration mode of the diaphragm 4 can be changed smoothly. Focusing on Ch14 and Ch15, the pulse voltage is applied at the same timing. Therefore, a strong vibration is obtained by combining the vibration of Ch14 by SMA2 and the vibration of Ch15 by SMA2. As can be seen from the pulse voltage in the upper graph, the vibration due to Ch14 and the vibration due to Ch15 simultaneously vibrate slowly at the same time, and the vibration intensity increases and at the same time the vibration period increases, and the vibration intensity reaches a peak. Later, the vibration intensity becomes weaker and the period becomes slower. When paying attention to Ch6 to Ch16, the first half is effective because a lot of Ch is mixed up and the vibration of the diaphragm 4 is very complicated, and the feeling of the living body touching the diaphragm 4 becomes very complicated. In this way, various vibrations of the diaphragm 4 can be created by freely changing the voltage value of the pulse voltage, the pulse period, and the SMA 2 (channel) that provides the pulse voltage.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、振動板4は、色々な形状をとることができ、円盤状に限られず、三角形状や四角形状などの多角形状であってもよい。振動板4は、突起部4aがなく、振動板4の上面が平面状であってもよい。固定板3の外形は、いかなる形状であってもよく、開口3aも、いかなる形状であってもよい。固定板3は、リング形状に限られず、振動板4の周囲に配置されて振動板4を複数個のSMA2で吊るし得る形状であれば、いかなる形状であってもよい。振動板4を吊るSMA2の個数は、任意の個数でよい。SMA2の個数が多いほど、振動板4の振動を強く、多様にすることができる。SMA2は、固定板3の下面側と振動板4の下面側との間に接続されてもよい。SMA2の駆動は、矩形波によるパルス電圧に限られず、正弦波や三角波などの周期的に変化する電圧をSMA2に与えることで行ってもよい。生体に与えられる振動は、感覚的には、矩形波による駆動はガツンとくる感覚、正弦波による駆動はズシンとくる感覚が得られる。正弦波による駆動で得られるズシンとくる感覚は、例えば末梢神経麻痺度の検査を行う場合に有効であり、従来の検査器(ニューロメーター)では得られない。正弦波による駆動は、AM変調を用い、パルスの最大値で正弦波を実現する方法が実用的である。   In addition, this invention is not restricted to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, the diaphragm 4 can take various shapes, and is not limited to a disk shape, but may be a polygonal shape such as a triangular shape or a quadrangular shape. The diaphragm 4 may have no protrusion 4a, and the upper surface of the diaphragm 4 may be planar. The outer shape of the fixing plate 3 may be any shape, and the opening 3a may be any shape. The fixed plate 3 is not limited to the ring shape, and may be any shape as long as it is arranged around the diaphragm 4 and can suspend the diaphragm 4 by a plurality of SMAs 2. The number of SMAs 2 that suspend the diaphragm 4 may be any number. As the number of SMAs 2 is larger, the vibration of the diaphragm 4 can be stronger and diversified. The SMA 2 may be connected between the lower surface side of the fixed plate 3 and the lower surface side of the diaphragm 4. The driving of the SMA 2 is not limited to a pulse voltage using a rectangular wave, and may be performed by applying a periodically changing voltage such as a sine wave or a triangular wave to the SMA 2. In terms of vibrations applied to the living body, it can be sensuously felt that driving with a rectangular wave is stiff, and driving with a sine wave is stiff. The sensation sensation obtained by driving with a sine wave is effective, for example, when examining the degree of peripheral nerve paralysis, and cannot be obtained with a conventional tester (neurometer). For driving with a sine wave, it is practical to use AM modulation and realize a sine wave with the maximum value of a pulse.

1 情報伝達装置用アクチュエータ
2 SMA(形状記憶合金)
3 固定板
3a 開口
4 振動板
4a 突起部
41 貫通孔
42 貫通孔
5 固定板の電極
6 振動板の電極
7 楔
8 正極給電線
9 負極給電線
10 中継給電線
11 信号発生回路
12 マイコン
13 SMA駆動基板
14 表示装置
15 パソコン
16 表示器
70 身体装着具
71 バンド
80 身体装着具
81 シート状部材
90 バネ
100 情報伝達装置
1 Actuator for information transmission device 2 SMA (shape memory alloy)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Fixed plate 3a Opening 4 Diaphragm 4a Protrusion part 41 Through-hole 42 Through-hole 5 Electrode of fixed plate 6 Electrode of diaphragm 7 Wedge 8 Positive feed line 9 Negative feed line 10 Relay feed line 11 Signal generation circuit 12 Microcomputer 13 SMA drive Substrate 14 Display device 15 Personal computer 16 Display device 70 Body wear tool 71 Band 80 Body wear tool 81 Sheet-like member 90 Spring 100 Information transmission device

Claims (4)

形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、
パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、
前記複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、
前記形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、
前記固定板と前記振動板を前記複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、
前記振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ
前記固定板は、前記振動板の周囲に配置され、
前記固定板の上面と前記振動板の下面に電極が設けられ、
前記複数個の形状記憶合金は、前記固定板の上面の電極と前記振動板の下面の電極との間に接続され、
前記振動板を前記固定板により吊るすように構成したことを特徴とする情報伝達装置用アクチュエータ。
In the actuator for an information transmission device that transmits a signal by giving vibration to the living body generated by energizing the shape memory alloy to the living body,
A plurality of shape memory alloys that vibrate when given a pulse voltage;
A fixing plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed;
A plate-like diaphragm that vibrates in response to the vibration of the shape memory alloy,
A structure in which the fixed plate and the diaphragm are suspended by the plurality of shape memory alloys,
The surface of the diaphragm is planar or curved, and is a contact site for applying vibration to the living body ,
The fixed plate is disposed around the diaphragm,
Electrodes are provided on the upper surface of the fixed plate and the lower surface of the diaphragm,
The plurality of shape memory alloys are connected between an electrode on the upper surface of the fixed plate and an electrode on the lower surface of the diaphragm,
An actuator for an information transmission device, wherein the diaphragm is suspended by the fixed plate .
形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、
パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、
前記複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、
前記形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、
前記固定板と前記振動板を前記複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、
前記振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、
前記固定板は、前記振動板の周囲に配置され、
前記固定板の下面と前記振動板の下面に電極が設けられ、
前記複数個の形状記憶合金は、前記固定板の下面の電極と前記振動板の下面の電極との間に接続され、
前記振動板を前記固定板により吊るすように構成したことを特徴とする情報伝達装置用アクチュエータ。
In the actuator for an information transmission device that transmits a signal by giving vibration to the living body generated by energizing the shape memory alloy to the living body,
A plurality of shape memory alloys that vibrate when given a pulse voltage;
A fixing plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed;
A plate-like diaphragm that vibrates in response to the vibration of the shape memory alloy,
A structure in which the fixed plate and the diaphragm are suspended by the plurality of shape memory alloys,
The surface of the diaphragm is planar or curved, and is a contact site for applying vibration to the living body,
The fixed plate is disposed around the diaphragm,
Electrodes are provided on the lower surface of the fixed plate and the lower surface of the diaphragm,
The plurality of shape memory alloys are connected between an electrode on the lower surface of the fixed plate and an electrode on the lower surface of the diaphragm,
Information transmission device actuator characterized by being configured the diaphragm as hanging by the fixing plate.
形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、
パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、
前記複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、
前記形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、
前記固定板と前記振動板を前記複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、
前記振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、
前記固定板は、前記振動板の周囲に配置され、
前記振動板に複数の貫通孔が設けられ、
前記複数個の形状記憶合金は、前記貫通孔を縫うように通され、かつ、該合金の両端が前記固定板に固定され、
前記振動板を前記固定板により吊るすように構成したことを特徴とする情報伝達装置用アクチュエータ。
In the actuator for an information transmission device that transmits a signal by giving vibration to the living body generated by energizing the shape memory alloy to the living body,
A plurality of shape memory alloys that vibrate when given a pulse voltage;
A fixing plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed;
A plate-like diaphragm that vibrates in response to the vibration of the shape memory alloy,
A structure in which the fixed plate and the diaphragm are suspended by the plurality of shape memory alloys,
The surface of the diaphragm is planar or curved, and is a contact site for applying vibration to the living body,
The fixed plate is disposed around the diaphragm,
A plurality of through holes are provided in the diaphragm,
The plurality of shape memory alloys are passed so as to sew the through holes, and both ends of the alloys are fixed to the fixing plate,
Information transmission device actuator characterized by being configured the diaphragm as hanging by the fixing plate.
形状記憶合金に通電することにより発生する該合金の振動を生体に与えることで信号の伝達を行う情報伝達装置用アクチュエータにおいて、
パルス電圧が与えられることにより振動する複数個の形状記憶合金と、
前記複数個の形状記憶合金が配置された固定板と、
前記形状記憶合金の振動を受けて振動する板状の振動板と、を備え、
前記固定板と前記振動板を前記複数個の形状記憶合金で吊った構造とし、
前記振動板の表面は、平面状又は曲面状であり、生体へ振動を与えるための接触部位とされ、
前記固定板は、前記振動板の周囲に配置され、
前記形状記憶合金の給電を、前記振動板の電極から給電し、前記形状記憶合金を経て前記固定板の電極に流す、又は、前記固定板の電極から一つの形状記憶合金を経て前記振動板の電極に、さらに、他の形状記憶合金を経て前記固定板の電極に流すことを特徴とする情報伝達装置用アクチュエータ。
In the actuator for an information transmission device that transmits a signal by giving vibration to the living body generated by energizing the shape memory alloy to the living body,
A plurality of shape memory alloys that vibrate when given a pulse voltage;
A fixing plate on which the plurality of shape memory alloys are disposed;
A plate-like diaphragm that vibrates in response to the vibration of the shape memory alloy,
A structure in which the fixed plate and the diaphragm are suspended by the plurality of shape memory alloys,
The surface of the diaphragm is planar or curved, and is a contact site for applying vibration to the living body,
The fixed plate is disposed around the diaphragm,
The shape memory alloy is fed from the electrode of the diaphragm and flows through the shape memory alloy to the electrode of the fixed plate, or from the electrode of the fixed plate to the electrode of the diaphragm through one shape memory alloy. the electrode, further, information transmission actuator you characterized in that flow to the electrodes of the fixed plate through the other shape memory alloy.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5165897A (en) * 1990-08-10 1992-11-24 Tini Alloy Company Programmable tactile stimulator array system and method of operation
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