JP7309585B2 - 慣性力付与装置及び触感提示装置 - Google Patents

Description

本発明は、慣性力付与装置及び触感提示装置に関する。

近年、スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット型ＰＣ等の携帯情報端末や、車載用ナビゲーションシステム等の電子機器等には、操作者の操作に対して、振動によって触感を提示する触感提示装置が組み込まれている場合が多い。

例えば下記特許文献１に示されるように、タッチパネルの前面側に配置された接触パネルを指先で触った際に、形状記憶合金ワイヤを利用して接触パネルを瞬間的に移動させて、指先に対して力学的な操作感覚（いわゆるクリック感）を疑似的に作用させる触感提示装置が知られている。
上記接触パネルはタッチパネルを覆った状態で、該接触パネルの面内方向に移動可能に筐体に支持されている。そのため、接触パネルを指先で触った際に、形状記憶合金ワイヤを利用して接触パネルだけを移動させることが可能とされている。

国際公開第２０１２／０２３６０６号

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来の触感提示装置では、筐体に対して接触パネルを移動させる必要があるので、接触パネルと筐体との間に僅かな隙間をあけざるを得なかった。そのため、隙間を通じて例えば塵埃や水分が浸入する可能性があり、改善の余地があった。特に、防水性等の観点から使用範囲が限定されてしまうものであった。

さらに上記従来の触感提示装置を、例えばスマートフォン等の携帯情報端末に適用した場合には、例えば電話或いはメールの着信時に、その旨を知らせるための振動源としてまで、接触パネルを利用するは困難である。そのため、振動モータや振動アクチュエータ等の振動源を別に設ける必要があり、部品点数の増大化、高コスト化を招き易かった。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、塵埃や水分等の侵入防止に繋げることができると共に、操作者の操作に対して力学的な操作感覚を疑似的に作用させることができ、さらに操作者の操作とは別に必要に応じて振動を発生させることが可能とされた慣性力付与装置及び触感提示装置を提供することである。

（１）本発明に係る慣性力付与装置は、固定子と、前記固定子に対して可動方向に相対移動可能に配置された可動子と、前記可動子に取り付けられた重錘と、前記固定子と前記可動子との間に設けられた形状記憶合金ワイヤを有し、前記可動子を前記可動方向に瞬間的に変位させると共に、該変位に基づいて外部に対して慣性力を作用させるアクチュエータ部と、前記可動子を前記固定子側に向けて、前記可動方向に沿って付勢する弾性部材と、を備え、前記形状記憶合金ワイヤは、温度に応じて長さが変化すると共に、通電加熱に伴う伸縮によって前記可動子と前記固定子との間の間隔を変化させ、前記アクチュエータ部は、前記形状記憶合金ワイヤに接触するように配置された熱伝動体を備え、前記固定子及び前記可動子は、前記熱伝動体として機能し、前記重錘は、前記可動子よりも比重の大きい材料で形成され、前記可動子に対して一体的に組み合わされていることを特徴とする。

本発明に係る慣性力付与装置によれば、アクチュエータ部を利用して、重錘が取り付けられた可動子を瞬間的に変位させることができ、可動子を例えば所定の加速度で可動方向に沿って移動させることができる。具体的には、形状記憶合金ワイヤに対して通電を行うことで、形状記憶合金ワイヤを例えば瞬間的に収縮させることができ、可動子を固定子から離間させることができる。これにより、重錘が取り付けられた可動子を可動方向に沿って瞬間的に移動させることができ、可動子の変位（移動）に基づいて、外部に対して可動子及び重錘の慣性力（推力）を作用させることができる。従って、この慣性力を利用して、例えば操作者の指先に対して、力学的な操作感覚を疑似的に作用させることが可能となり、指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。

さらに通電加熱によって生じた熱が形状記憶合金ワイヤから放熱されることで、形状記憶合金ワイヤを例えば瞬間的に伸長させることができ、可動子を固定子側に接近させることができる。このとき、弾性部材による弾性復元力（付勢力）を利用して可動子を付勢できるので、形状記憶合金ワイヤの伸縮に伴って可動子を固定子側に向けて確実に接近させることができる。そのため、可動子を可動方向に沿って瞬間的に逆方向に移動させることが可能であり、同様に操作者の指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。
従って、形状記憶合金ワイヤの伸縮を利用して可動子を可動方向に振動させることが可能となるので、必要に応じて振動を発生させることができる。それに加え、インパルス的な振動を発生させることが可能であり、例えば機械スイッチに近い触感を作用させることや、振動モータ等とは違った触感を作用させることも可能である。

さらに、慣性力付与装置を例えばケーシング内に収容したままで、ケーシング全体に可動子及び重錘の慣性力を作用させることが可能となる。従って、例えば従来のように操作パネルとケーシングとの間に隙間を設ける必要がなく、ケーシング内を密封にした状態のままでも、例えばケーシングに触れた操作者の指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。そのため、ケーシング内への塵埃や水分等の浸入防止に繋げることができる。従って、特別な防塵、防水構造等が不要となり、簡易な構造でケーシングを密封することが可能となるうえ、使用環境の制限を受けることなく、各種の用途に利用することができる。

さらに、熱伝動体を利用して、例えば形状記憶合金ワイヤを効率良く放熱することができ、通電加熱によって加熱された形状記憶合金ワイヤの温度を速やかに低下させることができる。これにより、形状記憶合金ワイヤに良好な放熱特性を具備させることができ、伸縮動作の応答性を高めることができる。

（２）前記弾性部材は、前記可動方向における弾性率が、前記可動方向に対して直交する直交方向における弾性率よりも低くなるように形成され、弾性率の違いによって前記可動子を前記可動方向に沿って移動可能に案内しても良い。

この場合には、弾性部材が可動方向に弾性変形し易くなると共に、可動方向に対して直交する直交方向に弾性変形し難くなる。そのため、弾性部材を利用して可動子を可動方向に沿ってがたつき少なく、よりスムーズに移動させることができる。

（３）前記重錘は、少なくとも一部が、前記可動子、前記形状記憶合金ワイヤ、前記弾性部材及び前記固定子のうちの少なくともいずれか１つに対して、前記可動方向に対して直交する直交方向に重なる位置関係となるように前記可動子に取り付けられても良い。

この場合には、重錘をより大きく設計することが可能であるので、その分だけ重錘をより重くすることができる。従って、外部に対してより大きな慣性力を作用させることができ、例えば操作者の指先に対してより明瞭なクリック感を与えるかのような触感を効果的に作用させることができる。しかも、重錘の少なくとも一部が、可動子、形状記憶合金ワイヤ、弾性部材及び固定子のうちの少なくともいずれか１つに対して直交方向に重なるように配置されているので、これら重錘、可動子、形状記憶合金ワイヤ、弾性部材及び固定子を可動方向にコンパクトに配置することができ、慣性力付与装置全体のサイズが可動方向に大きくなることを防止できる。従って、慣性力付与装置全体のサイズが可動方向に大型化することを防止しながら、重錘を重くすることが可能である。

（４）前記弾性部材は、少なくとも一部が、前記形状記憶合金ワイヤに対して、前記可動方向に対して直交する直交方向に重なる位置関係となるように設けられても良い。

この場合には、弾性部材の少なくとも一部が、形状記憶合金ワイヤに対して直交方向に重なるように配置されているので、弾性部材及び形状記憶合金ワイヤを可動方向にコンパクトに配置することができる。従って、慣性力付与装置全体のサイズが可動方向に大型化することをさらに効果的に防止し易い。

（５）前記可動子を前記可動方向に移動可能に案内する案内部材を備えても良い。

この場合には、案内部材を利用して可動子を可動方向に沿ってがたつき少なく、よりスムーズに移動させることができる。

（６）前記固定子は、前記可動方向に沿って配置された固定プレート、及び前記可動方向に対して直交する直交方向に突出するように前記固定プレートに取り付けられた複数の固定ピンを備え、前記可動子は、前記可動方向に沿って配置されると共に、少なくとも一部分が前記固定プレートに対して前記直交方向に向かい合うように配置された可動プレート、及び前記直交方向に突出するように前記可動プレートに取り付けられた複数の可動ピンを備え、複数の前記固定ピン及び複数の前記可動ピンは、前記可動方向及び前記直交方向に対して直交する方向に沿って、一定の間隔をあけて交互に並ぶように配列され、前記形状記憶合金ワイヤは、前記固定ピン及び前記可動ピンに対して交互に接触しながら、前記固定ピンと前記可動ピンとの間に波状に挟み込まれても良い。

この場合には、形状記憶合金ワイヤが、固定ピン及び可動ピンに対して交互に接触しながら、固定ピンと可動ピンとの間に波状（ジグザグ状）に挟み込まれている。そのため、形状記憶合金ワイヤが伸縮することで、複数の固定ピンと複数の可動ピンとの間隔を可動方向に変化させることができる。これにより、形状記憶合金ワイヤの伸縮を利用して、重錘が取り付けられた可動子を可動方向に瞬間的に変位させることが可能となる。

固定子及び可動子のうち、形状記憶合金ワイヤと接触する部分については、絶縁性が要求されると共に、所定の熱導電率を具備することが要求される。この点、固定子に関しては、固定プレートに固定ピンを取り付けることで固定子を構成しているので、少なくとも固定ピンが絶縁性及び所定の熱導電率を具備すれば良く、固定子を簡便に構成することが可能である。従って、固定子を低コストで製造することができる。それに加え、固定プレートを、固定ピンとは異なる材料、例えば合成樹脂材料等で形成することが可能となるので、材料選択の自由度を向上でき、さらなる低コスト化を図り易い。
なお、可動子についても可動ピンを具備しているので、上述した固定子と同様の作用効果を奏功することができる。

（７）本発明に係る触感提示装置は、前記慣性力付与装置と、指先で操作される操作パネルを有すると共に、前記慣性力付与装置を内部に収容するケーシングと、前記ケーシングに設けられ、前記操作パネルを通じて情報を表示する表示パネルと、前記ケーシング内に収容され、前記操作パネルの操作に応じて前記表示パネルの表示を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る触感提示装置によれば、表示パネルに表示された情報を視認しながら、操作パネルを指先で操作するときに、ケーシングの内部に収容された慣性力付与装置における可動子の瞬間的な変位に基づいて、ケーシング全体に可動子及び重錘の慣性力を作用させることができる。そのため、操作パネルに触れた指先に対して、力学的な操作感覚を疑似的に作用させることができ、指先に対してクリック感を与えるような触感を作用させることができる。
特に、先に述べたようにケーシングを密封することが可能となるので、使用環境の制限を受けることなく、各種の用途に利用することができる。従って、使い勝手に優れた触感提示装置とすることができ、例えばスマートフォンやスマートウォッチ等の携帯情報端末等として好適に利用することができる。さらに、操作者の操作とは別に必要に応じて可動子を変位させることで、例えばケーシングを振動させることも可能である。これにより、例えば電話やメールの着信等を操作者に報知することが可能となり、そのための専用の振動源（例えば振動モータ等）を設ける必要がない。従って、構成の簡略化及び低コスト化に繋げることができる。

本発明によれば、塵埃や水分等の侵入防止に繋げることができると共に、操作者の操作に対して力学的な操作感覚を疑似的に作用させることができ、さらに操作者の操作とは別に必要に応じて振動を発生させることができる。

本発明に係る携帯情報端末（触感提示装置）の第１実施形態を示す外観斜視図である。 図１に示す携帯情報端末の分解斜視図である。 図１に示すＡ－Ａ線に沿った携帯情報端末の縦断面図である。 図２に示す慣性力付与装置の斜視図である。 図４に示す慣性力付与装置の上面図である。 図４に示すＢ－Ｂ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 図５に示すアクチュエータ部の動作を示す図である。 図５に示す状態から、可動子が固定子から離間するように移動した状態における慣性力付与装置の上面図である。 本発明に係る第２実施形態を示す図であって、慣性力付与装置の上面図である。 図９に示すＣ－Ｃ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 本発明に係る第３実施形態を示す図であって、慣性力付与装置の上面図である。 図１１に示す慣性力付与装置の斜視図である。 第３実施形態の変形例を示す図であって、慣性力付与装置の上面図である。 本発明に係る第４実施形態を示す図であって、慣性力付与装置の斜視図である。 図１４に示すＤ－Ｄ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 図１５に示す状態から、可動子が固定子から離間するように移動した状態を示す慣性力付与装置の縦断面図である。 本発明に係る第５実施形態を示す図であって、慣性力付与装置の斜視図である。 図１７に示すＥ－Ｅ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 図１８に示す状態から、可動子が固定子から離間するように移動した状態を示す慣性力付与装置の縦断面図である。 本発明に係る第６実施形態を示す図であって、慣性力付与装置の斜視図である。 図２０に示す慣性力付与装置の上面図である。 図２１に示すＦ－Ｆ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 図２１に示すＧ－Ｇ線に沿った慣性力付与装置の縦断面図である。 本発明に係る触感提示装置をスマートウォッチに適用した場合の外観図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、触感提示装置としてスマートフォン等の携帯情報端末を例に挙げて説明する。

図１～図３に示すように、本実施形態の携帯情報端末１は、指先で操作されるタッチパネル（本発明に係る操作パネル）２を有するケーシング３と、ケーシング３内に収容された制御基板４と、ケーシング３内に収容され、制御基板４に実装された慣性力付与装置５と、を備えている。
なお、図２及び図３では、慣性力付与装置５の図示を簡略化している。

本実施形態では、ケーシング３の平面視でケーシング３の厚さ方向Ｌ１に対して互いに直交する２方向を第１方向Ｌ２及び第２方向Ｌ３という。よって、第１方向Ｌ２及び第２方向Ｌ３は、ケーシング３の厚さ方向Ｌ１に対して直交する直交方向となる。

ケーシング３は、第１方向Ｌ２に沿った長さが第２方向Ｌ３に沿った長さよりも長い平面視矩形状に形成されていると共に、厚みの薄い有底筒状に形成されている。ケーシング３には、該ケーシング３に対して厚さ方向Ｌ１に重なるように配置された保護カバー６が一体的に組み合わされている。ケーシング３の開口部は、この保護カバー６によって塞がれている。
なお、厚さ方向Ｌ１のうち、ケーシング３の底壁部１０から保護カバー６に向かう方向を上方といい、その反対を下方という。

ケーシング３は、底壁部１０と、底壁部１０の周囲を囲むと共に底壁部１０から上方に向けて突出した４つの周壁部１１とを有する有底筒状に形成され、上方に開口している。４つの周壁部１１のうち第１方向Ｌ２に向かい合う一対の周壁部１１を前壁部１２及び後壁部１３といい、第２方向Ｌ３に向かい合う一対の周壁部１１を側壁部１４という。
なお、ケーシング３は一部品である必要がなく、例えば複数の部品を一体に組み合わせて構成しても構わない。

保護カバー６は、例えばガラス等の薄型の透明カバーであって、ケーシング３の開口部を上方から塞ぐように、ケーシング３に対して一体に組み合わされている。この際、保護カバー６とケーシング３との間には、所定の防塵及び防水対策が施されている。これにより、ケーシング３の内部は密封された状態とされている。
なお、保護カバー６の材質はガラスに限定されるものではなく、例えば透明な合成樹脂（アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等）を利用しても良く、適宜選択して構わない。

制御基板４は、携帯情報端末１を動作させるための図示しない各種の電子部品が実装されると共に、両面に図示しない回路パターンが形成された例えばプリント基板とされ、ケーシング３の形状に対応して第１方向Ｌ２に沿った長さが第２方向Ｌ３に沿った長さよりも長い平面視矩形状に形成されている。なお、制御基板４は、図示しない支持部材によってケーシング３内に安定的に支持されている。

タッチパネル２は、保護カバー６に対して重なるように該保護カバー６の下方に配置されている。タッチパネル２は、合成樹脂材或いはガラス材で形成された薄型の透明パネルであって、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式等の公知の接触検知機能を具備している。これにより、タッチパネル２は、保護カバー６を通じて指先で触れた箇所を検知することが可能とされている。従って、タッチパネル２の上面２ａは、保護カバー６を通じて操作者の指先等によって操作される操作面、いわゆる触感提示面とされている。

タッチパネル２の下方には、該タッチパネル２に対して重なるように表示パネル１５が配置されている。表示パネル１５は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の液晶表示装置であって、タッチパネル２及び保護カバー６を通じて各種の情報を表示可能としている。これにより、表示パネル１５に表示された各種情報に対応して、保護カバー６を通じてタッチパネル２を指先で触れることで、触れた場所に対応する操作内容に基づいた入力信号（指令信号）が制御部１６に送られる。

制御部１６は、携帯情報端末１を総合的に制御するＣＰＵ等であって、制御基板４に実装されている。さらに制御基板４には、フラッシュメモリ等の各種記憶部、小型のスピーカ、小型のマイクロフォン、小型のカメラ等が実装されている。なお、これら記憶部、スピーカ、マイクロフォン及びカメラ等については、図示を省略している。

特に制御部１６は、タッチパネル２の操作に伴う上記入力信号に基づいて、表示パネル１５の表示を制御している。さらに制御部１６は、タッチパネル２の操作に基づいて、後述する接続端子６２を介して後述する形状記憶合金ワイヤ６１に所定の電圧を印加して、形状記憶合金ワイヤ６１への通電を制御している。
さらに、ケーシング３内には、各種の構成品に電力を供給する図示しない電源部が配設されていると共に、図示しない取出し可能なメモリカート等が配設されている。なお、電源部としては、例えば充放電可能な二次電池等とされている。

（慣性力付与装置）
図４～図６に示すように、慣性力付与装置５は、制御基板４における中央部の上面に実装されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、例えば制御基板４の下面側に慣性力付与装置５が実装されていても構わない。なお、図５では制御基板４の図示を省略している。

慣性力付与装置５は、ベース台２０と、ベース台２０に固定された固定子３０と、固定子３０に対して可動方向である第１方向Ｌ２に相対移動可能にベース台２０に載置された可動子４０と、可動子４０に取り付けられた重錘５０と、可動子４０を第１方向Ｌ２に瞬間的に変位させると共に該変位に基づいてケーシング３に対して慣性力（推力）を作用させるアクチュエータ部６０と、可動子４０を固定子３０側に向けて第１方向Ｌ２に沿って付勢するコイルばね（本発明に係る弾性部材）７０と、可動子４０を第１方向Ｌ２に移動可能に案内するガイドロッド（本発明に係る案内部材）７５と、を備えている。

ベース台２０は、制御基板４の上面に実装されたベースプレート２１と、ベースプレート２１から上方に向けて延びたバックプレート２２と、を備え、側面視Ｌ字形状に形成されている。ただし、ベース台２０の形状は、この場合に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。
ベースプレート２１は、第１方向Ｌ２に沿った長さが第２方向Ｌ３に沿った長さよりも短い平面視矩形状に形成され、制御基板４の上面に移動不能に固定されている。ただし、ベースプレート２１の形状は、この場合に限定されるものではなく、例えば第１方向Ｌ２に沿った長さが第２方向Ｌ３に沿った長さよりも長い平面視矩形状に形成されても構わない。

バックプレート２２は、ベースプレート２１のうちケーシング３の後壁部１３側に位置する後端部側に形成され、ベースプレート２１に対して垂直に立ち上がるように立設されている。なお、バックプレート２２の第２方向Ｌ３に沿った長さは、ベースプレート２１の第２方向Ｌ３に沿った長さと同等とされている。

なお、本実施形態の慣性力付与装置５は、ベースプレート２１の上面に固定子３０、可動子４０、アクチュエータ部６０、コイルばね７０及びガイドロッド７５がそれぞれ配置された構成とされている。そのため、固定子３０、可動子４０、アクチュエータ部６０、コイルばね７０及びガイドロッド７５を内部に収容するように、例えばベース台２０を上方から覆う図示しないカバー部材をベース台２０に一体的に組み合わせるように構成しても構わない。

固定子３０は、ベースプレート２１のうちケーシング３の前壁部１２側に位置する前端部側の上面に固定されている。
固定子３０は、第２方向Ｌ３に沿って延びると共にベースプレート２１よりも長さの短い基部３１と、基部３１から可動子４０側に向けて突出した複数の突起部３２と、を備えている。複数の突起部３２は、第２方向Ｌ３に一定の間隔をあけて配置されていると共に、可動子４０側に向けて所定の突出量で突出するように形成されている。各突起部３２の先端部は、平面視で丸みを帯びた形状、例えば円弧状に形成されている。
なお、図示の例では固定子３０は４つの突起部３２を有しているが、突起部３２の数はこの場合に限定されるものではない。

ガイドロッド７５は、固定子３０とバックプレート２２との間に取り付けられている。
具体的にはガイドロッド７５は、第１方向Ｌ２に延びる円柱状に形成され、基部３１のうち第２方向Ｌ３の両端部にそれぞれ配置されている。従って、ガイドロッド７５は、複数の突起部３２を間に挟むように一対設けられている。なお、ガイドロッド７５は、ベースプレート２１の上面に対して隙間をあけた状態で基部３１及びバックプレート２２に対して一体的に組み合わされている。

可動子４０は、ベースプレート２１の上面に第１方向Ｌ２にスライド移動可能に載置されていると共に、固定子３０に対して第１方向Ｌ２に向かい合うように対向配置されている。
可動子４０は、第２方向Ｌ３に沿って延びる基部４１と、基部４１から固定子３０側に向けて突出した複数の突起部４２と、を備えている。第２方向Ｌ３に沿う基部４１の長さは、固定子３０における基部３１の長さと同等とされている。

複数の突起部４２は、第２方向Ｌ３に一定の間隔をあけて配置されていると共に、固定子３０側に向けて所定の突出量で突出するように形成されている。各突起部４２の先端部は、固定子３０側と同様に平面視で丸みを帯びた形状、例えば円弧状に形成されている。
なお、図示の例では、可動子４０は３つの突起部４２を有しているが、突起部４２の数はこの場合に限定されるものではない。

固定子３０側の各突起部３２間の間隔と、可動子４０側の各突起部４２間の間隔とは、同じ間隔（ピッチ）とされている。さらに、固定子３０側の各突起部３２の突出量と、可動子４０側の各突起部４２の突出量とは、同等とされている。そして、可動子４０側の各突起部４２の間に、固定子３０側の各突起部３２がそれぞれ入り込むように、固定子３０及び可動子４０は対向配置されている。これにより、可動子４０側の各突起部４２と固定子３０側の各突起部３２とは、櫛歯状に配列された状態とされている。

可動子４０における基部４１のうち、複数の突起部４２を間に挟んだ第２方向Ｌ３の両端部には、該基部４１を第１方向Ｌ２に貫通するガイド孔４３がそれぞれ形成されている。可動子４０は、ガイド孔４３内にガイドロッド７５をそれぞれ挿通させた状態でベースプレート２１の上面にスライド移動可能に載置されている。これにより、可動子４０は、ガイドロッド７５によって第１方向Ｌ２に案内（ガイド）されながら、第１方向Ｌ２にがたつき少なく直線的に移動可能とされている。

さらに基部４１のうちバックプレート２２に対して向かい合う後面側には、固定子３０側に向けて凹む収容凹部４４がガイド孔４３に連設するように形成されている。収容凹部４４は、バックプレート２２側から見た背面視でガイド孔４３の直径よりも大きい円形状に形成され、ガイド孔４３と同軸に形成されている。

アクチュエータ部６０は、固定子３０と可動子４０との間に配設され、温度に応じて長さが変化する形状記憶合金ワイヤ６１を備えている。
形状記憶合金ワイヤ６１は、例えばニッケル－チタン合金製のワイヤとされ、可動子４０側の各突起部４２と固定子３０側の各突起部３２との間に波状に挟み込まれている。なお、形状記憶合金ワイヤ６１の材質は、ニッケル－チタン合金に限定されるものではなく、適宜変更して構わない。

形状記憶合金ワイヤ６１の両端部は、可動子４０の基部４１に設けられた接続端子６２に接続されている。接続端子６２は、例えば基部４１から固定子３０側の基部３１に向けて突出するように形成されていると共に、ガイドロッド７５と固定子３０側の突起部３２との間に位置するように形成されている。

接続端子６２は、可動子４０及びベース台２０を通じて制御基板４に形成された図示しない回路パターンに導通するように電気的接続されている。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１は、接続端子６２を介して制御基板４に実装された制御部１６に電気的接続されており、所定の電圧が印加されることで通電可能とされている。なお、接続端子６２は、アクチュエータ部６０の一部として機能する。

形状記憶合金ワイヤ６１は、通電によって加熱されることで瞬間的に収縮する。これにより、図７に示すように、形状記憶合金ワイヤ６１は緩んだ状態から張った状態に移行するので、可動子４０を固定子３０から離間させるように可動方向である第１方向Ｌ２に沿って移動させることが可能となる。このように、形状記憶合金ワイヤ６１は、通電加熱に伴う伸縮によって、可動子４０と固定子３０との間隔を変化させることが可能とされている。

なお、上述した固定子３０及び可動子４０は、形状記憶合金ワイヤ６１の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。具体的には、固定子３０及び可動子４０は、アルミニウム材料で形成され、その表面にはアルマイト処理等によって、絶縁膜となる陽極酸化膜が形成されている。従って、固定子３０及び可動子４０は、形状記憶合金ワイヤ６１に対して接触するように配置されて、該形状記憶合金ワイヤ６１を放熱させる放熱体（本発明に係る熱伝動体）としても機能する。
なお、形状記憶合金ワイヤ６１の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料として、アルマイト処理を施したアルミニウム材料を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではなく、例えばその他の金属材料でも構わないし、合成樹脂等を採用しても構わない。

図４～図６に示すように、重錘５０は第２方向Ｌ３に沿って延びた直方体状（ブロック状）に形成され、可動子４０における基部４１の後面に対して接着、溶着等によって固定されている。これにより、重錘５０は、可動子４０に対して一体的に組み合わされ、可動子４０と共に形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮に伴って第１方向Ｌ２に移動可能とされている。

重錘５０は、可動子４０の基部４１と同等の厚みとされていると共に、一対のガイドロッド７５の間に配置されている。さらに重錘５０は、バックプレート２２との間に適切な間隔があくように配置されている。これにより、重錘５０は形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮に伴う第１方向Ｌ２の移動中に、バックプレート２２に対して接触することが防止されている。

なお、重錘５０の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば比重の大きい金属材料であるタングステンを好適に利用することができる。ただし、重錘５０の材質としては、この場合に限定されるものではなく、その他の金属材料で形成しても構わない。なお、比重が大きく、且つ加工性に優れた金属材料を用いることが好ましい。

コイルばね７０は、一対のガイドロッド７５にそれぞれ外挿された状態で、可動子４０の基部４１とバックプレート２２との間に圧縮状態で配置されている。コイルばね７０の一端部側は基部４１に形成された収容凹部４４内に収容され、コイルばね７０の他端部側はバックプレート２２に対して接触している。これにより、コイルばね７０は、弾性復元力（付勢力）を利用して可動子４０を固定子３０側に向けて付勢している。

上述のように可動子４０が固定子３０側に向けて付勢されているので、図５に示すように、形状記憶合金ワイヤ６１は可動子４０と固定子３０との間に挟み込まれた状態とされている。また、コイルばね７０によって付勢された可動子４０は、形状記憶合金ワイヤ６１によって、それ以上固定子３０側に変位することが抑制され、図５に示すように位置決めされた状態とされている。

（携帯情報端末の作用）
上述のように構成された、慣性力付与装置５を具備する携帯情報端末１を使用する場合の作用について説明する。
この場合には、図１に示すように、タッチパネル２及び保護カバー６を通じて、表示パネル１５に表示された情報を視認しながら、保護カバー６を通じてタッチパネル２を指先で操作することで、触れた場所に対応する操作を行うことができる。これにより、携帯情報端末１が有する各種機能を適宜利用することができる。

特に、保護カバー６を通じてタッチパネル２を操作することで、慣性力付与装置５におけるアクチュエータ部６０を利用して、重錘５０が取り付けられた可動子４０を瞬間的に変位させることができるので、ケーシング３内で可動子４０を例えば所定の加速度で可動方向である第１方向Ｌ２に沿って移動させることができる。これにより、可動子４０の変位に基づいて、ケーシング３全体に可動子４０及び重錘５０の慣性力（推力）を作用させることができる。そのため、タッチパネル２に触れた指先に対して、力学的な操作感覚を疑似的に作用させることができ、指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用することができる。

より詳細に説明する。
保護カバー６を通じてタッチパネル２が指先で操作されると、制御部１６は接続端子６２を通じて形状記憶合金ワイヤ６１に対して通電を行う。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１を加熱して、瞬間的に収縮させることができる。そのため、固定子３０の各突起部３２と可動子４０の各突起部４２との間に挟み込まれた図５に示す形状記憶合金ワイヤ６１を、図８に示すように緩んだ状態から張った状態にすることができ、コイルばね７０の弾性復元力（付勢力）に抗して可動子４０を固定子３０から離間させることができる。

これにより、コイルばね７０を弾性変形させながら、重錘５０が取り付けられた可動子４０をケーシング３に対して可動方向である第１方向Ｌ２に沿って瞬間的に移動させることが可能である。そのため、ケーシング３全体に可動子４０及び重錘５０の慣性力（推力）を作用させることができ、タッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。

さらに、通電加熱によって生じた熱が形状記憶合金ワイヤ６１から放熱されることで、形状記憶合金ワイヤ６１を例えば瞬間的に伸長させることができ、張った状態から緩んだ状態に移行させることができる。
このとき可動子４０は、コイルばね７０による弾性復元力（付勢力）によって、固定子３０側に向けて接近するように付勢されている。そのため、形状記憶合金ワイヤ６１の伸長に伴って、コイルばね７０による付勢力を利用して可動子４０を固定子３０側に向けて確実に接近させることができる。そのため、重錘５０が取り付けられている可動子４０を可動方向である第１方向Ｌ２に沿って瞬間的に逆方向に移動させることができ、図５に示す状態に復帰させることができる。この復帰の際、先ほどと同様にタッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。

従って、形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮を利用して可動子４０を第１方向Ｌ２に振動させることが可能となる。特に、インパルス的な振動を発生させることが可能であり、例えば機械スイッチに近い触感を作用させることや、振動モータ等とは違った触感を作用させることが可能である。さらに、形状記憶合金は一般的に伸縮の再現性や応答性に優れている特性を有しているので、タッチパネル２に対して指先を触れた瞬間にクリック感を与えるかのような触感を安定的に作用させることが可能である。

さらに、本実施形態の携帯情報端末１では、慣性力付与装置５をケーシング３内に収容したままで、ケーシング３全体に可動子４０及び重錘５０の慣性力を作用させることができる。従って、例えば従来のようにタッチパネル２及び保護カバー６とケーシング３との間に隙間を設ける必要がなく、ケーシング３内を密封にした状態のままでも、タッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。そのため、ケーシング３内への塵埃や水分等が浸入防止に繋げることができる。
従って、特別な防塵及び防水構造等が不要となり、簡易な構造でケーシング３を密封することが可能となるうえ、使用環境の制限を受けることなく、各種の用途に利用することができる。従って、使い勝手に優れており、携帯情報端末１として好適に利用することができる。

しかも、操作者の操作とは別に必要に応じて可動子４０を変位させることで、例えばケーシング３を振動させることも可能である。これにより、例えば電話やメールの着信等を操作者に報知することが可能となり、そのための専用の振動源（例えば振動モータ等）を設ける必要がない。従って、構成の簡略化及び低コスト化に繋げることもできる。

上述したように、本実施形態の慣性力付与装置５及び携帯情報端末１によれば、塵埃や水分等の侵入防止に繋げることができると共に、操作者の操作に対して力学的な操作感覚を疑似的に作用させることができ、さらに操作者の操作とは別に必要に応じて振動を発生させることができる。

さらに、固定子３０及び可動子４０が形状記憶合金ワイヤ６１を放熱させる放熱体としても機能するので、形状記憶合金ワイヤ６１を効率良く放熱することができ、通電加熱によって加熱された形状記憶合金ワイヤ６１の温度を速やかに低下させることができる。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１に良好な放熱特性を具備させることができ、伸縮動作の応答性を高めることができる。従って、指先に対してさらに反応良く触感を作用させることができる。

なお、本実施形態において、形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮に伴う可動子４０の瞬間的な変位は、例えば可動子４０を４ｍ／ｓ～８ｍ／ｓの速度で、５０μｍ～１０μｍの変位で行うことが可能とされている。また、形状記憶合金ワイヤ６１への通電時間としては、例えば数ｍｓ～数十ｍｓとされ、通電に伴う形状記憶合金ワイヤ６１の収縮率としては、例えば数％とされている。

さらに、形状記憶合金ワイヤ６１は、接続端子６２を介して制御部１６に電気的接続されているので、形状記憶合金ワイヤ６１に対して容易に通電を行うことが可能となり、構成の簡略化に繋げることができる。また、一対のガイドロッド７５を利用して可動子４０を第１方向Ｌ２に沿ってがたつき少なくスムーズに移動させることができるので、指先に対して狙い通りの触感を確実に作用させ易い。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第２実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１実施形態では重錘５０が可動子４０とバックプレート２２との間に配置されていたが、本実施形態の重錘は、少なくとも一部が、可動子４０、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０に対して、第１方向Ｌ２（可動方向）に直交する直交方向である厚さ方向Ｌ１に重なる位置関係となるように可動子４０に取り付けられている。

図９及び図１０に示すように、本実施形態の慣性力付与装置８０は、重錘８１が側面視Ｌ字形状に形成されている。重錘８１は、可動子４０における基部４１の後面に対して固定された第１重錘部８２と、第１重錘部８２に対して一体に形成されると共に、第１重錘部８２から固定子３０側に向けて突出した第２重錘部８３と、を備えている。なお、図９では制御基板４の図示を省略している。

第１重錘部８２は、第２方向Ｌ３に沿って延びた直方体状に形成され、一対のガイドロッド７５の間に配置された状態で基部４１の後面に対して接着、溶着等によって固定されている。第１重錘部８２は、可動子４０よりも上方に突出するように形成されている。

第２重錘部８３は、第１方向Ｌ２に沿った長さよりも第２方向Ｌ３に沿った長さの方が長い平面視矩形状に形成され、ベースプレート２１に対して平行に配置された状態で、第１重錘部８２のうち可動子４０よりも上方に突出した上端部に一体に連設されている。
これにより、第２重錘部８３は、可動子４０の一部、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０の一部を上方から覆うように配置されている。なお、第２重錘部８３の第２方向Ｌ３に沿った長さは、第１重錘部８２の第２方向Ｌ３に沿った長さと同等とされている。

上述のように重錘８１が構成されているので、該重錘８１は、第２重錘部８３が可動子４０、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０に対して厚さ方向Ｌ１に重なる位置関係となるように可動子４０に取り付けられている。

（慣性力付与装置の作用）
上述のように構成された慣性力付与装置８０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加えて本実施形態の場合には、第２重錘部８３の分だけ重錘８１を大きく設計することができるので、第１実施形態の場合よりも重錘８１をより重くすることができる。従って、可動子４０の瞬間的な移動によって、ケーシング３に対してより大きな慣性力を作用させることができ、操作者の指先に対してより明瞭なクリック感を与えるかのような触感を効果的に作用させることができる。

しかも、第２重錘部８３が可動子４０、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０に対して厚さ方向Ｌ１に重なるように、重錘８１を可動子４０に固定しているので、重錘８１、可動子４０、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０を第１方向Ｌ２にコンパクトに配置することができ、慣性力付与装置８０全体のサイズが第１方向Ｌ２に長くなることを防止することができる。
従って、本実施形態の慣性力付与装置８０によれば、全体のサイズが第１方向Ｌ２に大型化することを防止しながら、重錘８１をより重くすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第３実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態ではガイドロッド７５及びコイルばね７０の両方を具備する構成としたが、本実施形態では、板ばね部材が可動子４０を第１方向Ｌ２に移動可能に案内する機能を有している。従って、本実施形態ではガイドロッド７５を具備していない。

図１１及び図１２に示すように、本実施形態の慣性力付与装置９０は、一対のサイドプレート２３を有するベース台２０を備えている。なお、図１１では制御基板４の図示を省略している。

一対のサイドプレート２３は、ベースプレート２１のうちケーシング３の側壁部１４側に位置する側端部側にそれぞれ形成され、ベースプレート２１に対して垂直に立ち上がるように立設されている。これにより、一対のサイドプレート２３は、第２方向Ｌ３に対して向かい合うように配置されている。なお、サイドプレート２３の第１方向Ｌ２に沿った長さは、ベースプレート２１の第１方向Ｌ２に沿った長さと同等とされている。

本実施形態のベース台２０は、第１実施形態におけるバックプレート２２を具備していない。ただし、この場合に限定されるものではなく、ベース台２０は一対のサイドプレート２３に加え、バックプレート２２をさらに備えていても構わない。

一対のサイドプレート２３と可動子４０との間には、可動子４０を固定子３０側に向けて接近させるように第１方向Ｌ２に付勢する板ばね部材（本発明に係る弾性部材）９１が配置されている。
板ばね部材９１は、例えば可動子４０における基部４１と同等の厚みで形成されると共に、第１方向Ｌ２に沿った幅が厚みよりも小さい板片状に形成されている。そして板ばね部材９１は、一端部側がサイドプレート２３に接続され、他端部側が基部４１のうちサイドプレート２３に対して向かい合う側面に接続されている。さらに板ばね部材９１は、弾性復元力（付勢力）を利用して可動子４０を固定子３０側に向けて常時付勢している。

特に板ばね部材９１は、可動方向である第１方向Ｌ２における弾性率が、第１方向Ｌ２に対して直交する直交方向、すなわち第２方向Ｌ３及び厚さ方向Ｌ１における弾性率よりも低くなるように形成され、弾性率の違いによって可動子４０を可動方向である第１方向Ｌ２に沿って移動可能に案内する機能も果たしている。

（慣性力付与装置の作用）
上述のように構成された慣性力付与装置９０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
それに加えて本実施形態の場合には、板ばね部材９１を利用して、可動子４０を可動方向である第１方向Ｌ２に沿ってがたつき少なくスムーズに移動させることができるので、指先に対して狙い通りの触感を確実に作用させ易い。さらに、ガイドロッド７５を設ける必要がないので、構成の簡略化を図り易い。さらには、ガイドロッド７５を設けない分、可動子４０及び固定子３０の第２方向Ｌ３に沿った長さを短くすることができるので、慣性力付与装置９０の全体を小型化し易い。

なお、本実施形態においても第２実施形態と同様に、例えば図１３に示すように、第１重錘部８２及び第２重錘部８３を備えた側面視Ｌ字形状の重錘８１としても構わない。
なお、第１重錘部８２は、第２方向Ｌ３に沿った長さが可動子４０よりも長い直方体状に形成されている。これにより、第２重錘部８３は、可動子４０の一部、形状記憶合金ワイヤ６１及び固定子３０の一部に加え、板ばね部材９１を上方から覆うように配置されている。従って、重錘８１は、第２重錘部８３が可動子４０、形状記憶合金ワイヤ６１、固定子３０及び板ばね部材９１に対して厚さ方向Ｌ１に重なる位置関係となるように可動子４０に取り付けられている。

上述のように重錘８１を構成した場合には、第３実施形態における作用効果を奏功することができることに加えて、第２重錘部８３の分だけ重錘８１を大きく設計することができるので、第３実施形態の場合よりも重錘８１をより重くすることができる。従って、可動子４０の瞬間的な移動によって、ケーシング３に対してより大きな慣性力を作用させることができ、操作者の指先に対してより明瞭なクリック感を与えるかのような触感を効果的に作用させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第４実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第１実施形態では可動子４０を制御基板４の面内に沿った第１方向Ｌ２に移動させたが、本実施形態では、制御基板４に対して垂直な方向であるケーシング３の厚さ方向Ｌ１に可動子４０を移動させる。

図１４及び図１５に示すように、本実施形態の慣性力付与装置１００は、制御基板４の上面に実装された有底筒状の固定子１１０と、固定子１１０に対してケーシング３の厚さ方向Ｌ１に相対移動可能に配置された可動子１２０と、可動子１２０に取り付けられた重錘１３０と、固定子１１０と可動子１２０との間に設けられた形状記憶合金ワイヤ６１を有し、可動子１２０を厚さ方向Ｌ１に瞬間的に変位させると共に該変位に基づいてケーシング３に対して慣性力（推力）を作用させるアクチュエータ部６０と、可動子１２０を固定子１１０側に向けて厚さ方向Ｌ１に沿って付勢するコイルばね７０と、可動子１２０を厚さ方向Ｌ１に移動可能に案内するガイドロッド７５と、を備えている。なお、図１４では、制御基板４の図示を省略している。

固定子１１０は、制御基板４に対して垂直な軸線Ｏを中心とした有底筒状に形成されている。なお、軸線Ｏ方向から見た平面視で軸線Ｏに対して交差する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りを周回する方向を周方向という。

固定子１１０は、平面視円形状に形成された底壁部１１１と、底壁部１１１の外周縁部から上方に向かって立設された周壁部１１２と、を備えた有底筒状に形成され、上方に向けて開口している。底壁部１１１の中央部分には、ガイドロッド７５が軸線Ｏと同軸に配置された状態で立設されている。なお、ガイドロッド７５は、周壁部１１２よりも上方に僅かに突出している。

周壁部１１２の上端部には、該周壁部１１２の開口部を上方から塞ぐ平面視円形状のカバープレート１１３が取り付けられている。これにより、固定子１１０の内部を例えば密封することが可能とされている。なお、カバープレート１１３の中央部分には、該カバープレート１１３を厚さ方向Ｌ１に貫通する貫通孔１１４が形成されている。カバープレート１１３は、貫通孔１１４内にガイドロッド７５を挿通させた状態で、周壁部１１２の上端部に取り付けられている。なお、ガイドロッド７５の上端面は、カバープレート１１３の上端面に対して面一とされている。

可動子１２０は、二重筒状に形成され、軸線Ｏと同軸に配置された状態で、固定子１１０における周壁部１１２の内側に収容されている。
可動子１２０は、ガイドロッド７５を径方向の外側から囲む内筒部１２１と、内筒部１２１をさらに径方向の外側から囲む外筒部１２２と、内筒部１２１の下端開口部を塞ぐ平面視円形状の閉塞部１２３と、内筒部１２１の上端部と外筒部１２２の上端部とを径方向に接続する環状の接続リング１２４と、外筒部１２２の下端部から径方向の外側に向けて突出した環状のフランジ部１２５と、を備えている。

閉塞部１２３の中央部には、該閉塞部１２３を厚さ方向Ｌ１に貫通するガイド孔１２６が形成されている。可動子１２０は、ガイド孔１２６内にガイドロッド７５を挿通させた状態で周壁部１１２の内側に収容されている。従って、可動子１２０は、ガイドロッド７５に案内（ガイド）されながら、厚さ方向Ｌ１に直線的に移動可能とされている。
内筒部１２１の内側は、上方に開口した第１収容部１２７とされている。内筒部１２１と外筒部１２２との間は、下方に開口した環状の第２収容部１２８とされている。

本実施形態の形状記憶合金ワイヤ６１は、軸線Ｏを中心とした螺旋状（コイル状）に形成され、第２収容部１２８内に軸線Ｏと同軸に収容されている。形状記憶合金ワイヤ６１の上端部は、可動子１２０における接続リング１２４に対して下方から接触し、下端部は固定子１１０における底壁部１１１に対して上方から接触している。これにより、可動子１２０は、コイル状の形状記憶合金ワイヤ６１によって下方から支持されている。

なお、本実施形態の形状記憶合金ワイヤ６１は、通電によって加熱されることで、図１６に示すように瞬間的に伸長するように構成されている。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１は、可動方向である厚さ方向Ｌ１に沿って可動子１２０を上方に向けて押し上げるように移動させ、可動子１２０を固定子１１０における底壁部１１１から離間させることが可能とされている。
その後、形状記憶合金ワイヤ６１は、放熱によって収縮し、図１５に示すように元の状態に復帰する。このように、形状記憶合金ワイヤ６１は、通電加熱に伴う伸縮によって、可動子１２０と固定子１１０との間隔を変化させることが可能とされている。

なお、上述した固定子１１０及び可動子１２０は、第１実施形態と同様に、形状記憶合金ワイヤ６１の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。具体的には、固定子１１０及び可動子１２０は、アルミニウム材料で形成され、その表面にはアルマイト処理等によって、絶縁膜となる陽極酸化膜が形成されている。従って、固定子１１０及び可動子１２０は、形状記憶合金ワイヤ６１に対して接触するように配置されて、該形状記憶合金ワイヤ６１を放熱させる放熱体（本発明に係る熱伝動体）としても機能する。
なお、図１５及び図１６では、接続端子６２の図示を省略している。接続端子６２は、例えば固定子１１０における底壁部１１１に形成されている。
また、形状記憶合金ワイヤ６１の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料として、アルマイト処理を施したアルミニウム材料を例に挙げて説明したが、第１実施形態で説明したように、この場合に限定されるものではなく、例えばその他の金属材料でも構わないし、合成樹脂等を採用しても構わない。

図１５に示すように、コイルばね７０は、第１収容部１２７内に軸線Ｏと同軸に収容されていると共に、圧縮状態で配置されている。コイルばね７０の上端部はカバープレート１１３に対して下方から接触していると共に、下端部は可動子１２０における閉塞部１２３に対して上方から接触している。
これにより、コイルばね７０は、弾性復元力（付勢力）を利用して可動子１２０を固定子１１０における底壁部１１１側に向けて付勢している。

上述のように可動子１２０が固定子１１０における底壁部１１１側に向けて付勢されているので、可動子１２０は形状記憶合金ワイヤ６１とコイルばね７０との間に挟み込まれた状態とされている。また、コイルばね７０によって付勢された可動子１２０は、形状記憶合金ワイヤ６１によって、それ以上固定子１１０における底壁部１１１側に変位することが抑制され、図１５に示すように位置決めされた状態とされている。

重錘１３０は、可動子１２０における外筒部１２２を径方向の外側から囲むリング状に形成され、フランジ部１２５に対して上方から接触した状態で外筒部１２２の外側に一体的に組み合わされている。従って、重錘１３０は、可動子１２０と共に形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮に伴って厚さ方向Ｌ１に移動可能とされている。

なお、重錘１３０は可動子１２０の外筒部１２２に対して例えば接着、溶着、嵌合等によって一体的に組み合わされても構わない。さらには、可動子１２０を合成樹脂で形成する場合、例えば重錘１３０をインサート部品として利用し、重錘１３０に対する射出成形によって可動子１２０を成形する、いわゆるインサート成形を行って、可動子１２０と重錘１３０とを一体的に組み合わせても構わない。

上述のように慣性力付与装置１００が構成されているので、重錘１３０は、可動子１２０、形状記憶合金ワイヤ６１、コイルばね７０、及びガイドロッド７５に対して、厚さ方向Ｌ１（可動方向）に直交する径方向である直交方向（第１方向Ｌ２及び第２方向Ｌ３）に重なる位置関係となるように可動子１２０に取り付けられている。

（慣性力付与装置の作用）
上述のように構成された本実施形態の慣性力付与装置１００であっても、可動子１２０を移動させる方向が第１実施形態と異なるだけで、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
具体的には、形状記憶合金ワイヤ６１に対して通電を行うことで、形状記憶合金ワイヤ６１を加熱して瞬間的に伸長させることができる。これにより、図１６に示すように、形状記憶合金ワイヤ６１を利用して可動子１２０を上方に押し上げることができ、コイルばね７０の弾性復元力（付勢力）に抗して可動子１２０を固定子１１０における底壁部１１１から離間させることができる。

従って、コイルばね７０を弾性変形させながら、重錘１３０が取り付けられた可動子１２０を可動方向である厚さ方向Ｌ１に沿って瞬間的に移動させることができ、ケーシング３全体に可動子１２０及び重錘１３０の慣性力（推力）を作用させることができ、タッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。

さらに、通電加熱によって生じた熱が形状記憶合金ワイヤ６１から放熱されることで、形状記憶合金ワイヤ６１を例えば瞬間的に収縮させることができる。そのため、形状記憶合金ワイヤ６１の収縮に伴って、コイルばね７０による付勢力を利用して可動子１２０を可動方向である厚さ方向Ｌ１に沿って瞬間的に逆方向（下方）に移動させることができ、図１５に示す状態に復帰させることができる。
この復帰の際、先ほどと同様にタッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるかのような触感を作用させることができる。

従って、本実施形態の場合であっても、形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮を利用して可動子１２０を厚さ方向Ｌ１に振動させることができ、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
さらに本実施形態の場合では、可動子１２０、形状記憶合金ワイヤ６１、コイルばね７０、ガイドロッド７５及び重錘１３０が径方向に重なるように配置されているので、慣性力付与装置１００の全体をよりコンパクトに構成でき、薄型化及び小型化を図り易い。それに加え、重錘１３０を径の大きなリング状に形成できるので、重量をより重くし易い。従って、ケーシング３に対して可動子１２０及び重錘１３０の慣性力をより効果的に作用させ易く、指先に対してクリック感を与えるかのような触感を効果的に作用させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る第５実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第５実施形態においては、第４実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第４実施形態では可動子１２０と重錘１３０を別体に形成したが、本実施形態では可動子と重錘とを一体に形成している。

図１７及び図１８に示すように、本実施形態の慣性力付与装置１４０は、ガイドロッド７５が軸線Ｏを挟んで径方向に並ぶように２つ設けられ、軸線Ｏと平行に配置されている。なお、図１７では制御基板４の図示を省略している。

可動子１５０は、２つのガイドロッド７５を径方向の外側から囲むリング状に形成され、軸線Ｏと同軸に配置された状態で固定子１１０における周壁部１１２の内側に収容されている。重錘１６０は、厚さ方向Ｌ１に沿った長さが直径よりも短い円柱状に形成され、可動子１５０の内側に配置されている。

なお、可動子１５０は重錘１６０と同材質（例えばタングステン）で形成されていると共に、重錘１６０と一体に形成されている。これにより、本実施形態では、可動子１５０を重錘１６０として兼用することができる。なお、可動子１５０は、重錘１６０における厚さ方向Ｌ１の中央部分に一体的に形成されている。

重錘１６０には、該重錘１６０を厚さ方向Ｌ１に貫通すると共に、内部にガイドロッド７５をそれぞれ挿通させる２つのガイド孔１６１が形成されている。これにより、重錘１６０及び可動子１５０は、ガイドロッド７５に案内（ガイド）されながら、厚さ方向Ｌ１に直線的に移動可能とされている。しかも、ガイドロッド７５が２つ形成されているので、重錘１６０及び可動子１５０は、周方向への回り止めがされた状態で厚さ方向Ｌ１に移動可能とされている。

形状記憶合金ワイヤ６１は、重錘１６０を径方向の外側から囲んだ状態で、可動子１５０と固定子１１０における底壁部１１１との間に軸線Ｏと同軸に配置されている。形状記憶合金ワイヤ６１の上端部は、可動子１５０に対して下方から接触し、下端部は固定子１１０における底壁部１１１に対して上方から接触している。これにより、可動子１５０は、コイル状の形状記憶合金ワイヤ６１によって下方から支持されている。

コイルばね７０は、重錘１６０を径方向の外側から囲んだ状態で、可動子１５０とカバープレート１１３との間に圧縮状態で軸線Ｏと同軸に配置されている。コイルばね７０の上端部はカバープレート１１３に対して下方から接触していると共に、下端部は可動子１５０に対して上方から接触している。
これにより、コイルばね７０は、弾性復元力（付勢力）を利用して可動子１５０を固定子１１０における底壁部１１１側に向けて付勢している。

上述のように可動子１５０が固定子１１０における底壁部１１１側に向けて付勢されているので、図１８に示すように、可動子１５０は形状記憶合金ワイヤ６１とコイルばね７０との間に挟み込まれた状態とされている。また、コイルばね７０によって付勢された可動子１５０は、形状記憶合金ワイヤ６１によって、それ以上固定子１１０における底壁部１１１側に変位することが抑制され、図１８に示すように位置決めされた状態とされている。

本実施形態の場合であっても、重錘１６０は、可動子１５０、形状記憶合金ワイヤ６１、コイルばね７０、及びガイドロッド７５に対して、厚さ方向Ｌ１（可動方向）に直交する径方向である直交方向（第１方向Ｌ２及び第２方向Ｌ３）に重なる位置関係となるように構成されている。

（慣性力付与装置の作用）
上述のように構成された本実施形態の慣性力付与装置１４０であっても、形状記憶合金ワイヤ６１に通電を行うことで、該形状記憶合金ワイヤ６１を瞬間的に伸長させて、図１９に示すように可動子１５０を上方に押し上げることができる。
従って、本実施形態の慣性力付与装置１４０であっても、第４実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。

それに加えて、本実施形態の場合には、可動子１５０を重錘１６０として兼用できるので、第４実施形態の場合に比べて、重錘１６０及び可動子１５０の全体の重量を重くすることができる。従って、ケーシング３に対して可動子１５０及び重錘１６０の慣性力をさらに効果的に作用させ易く、指先に対してクリック感を与えるかのような触感をさらに効果的に作用させることができる。
また、第４実施形態の場合に比べて、慣性力付与装置１４０の全体のサイズを小径化することができ、さらなる小型化を図り易い。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る第６実施形態について図面を参照して説明する。なお、この第６実施形態においては、第１実施形態における構成要素と同一の部分については、同一の符号を付しその説明を省略する。

第１実施形態では、基部３１から可動子４０側に向けて突出した突起部３２を有するように固定子３０が形成され、基部４１から固定子３０側に向けて突出した突起部４２を有するように可動子４０が形成されていたが、本実施形態では固定子が複数の固定ピンを有し、可動子が複数の可動ピンを有している。

図２０～図２３に示すように、本実施形態の慣性力付与装置１７０は、複数の固定ピン１８１を有する固定子１８０と、複数の可動ピン１９１を有する可動子１９０と、を備えている。なお、図２１では、制御基板４の図示を省略している。

固定子１８０は、可動方向である第１方向Ｌ２に配置されたベース台２０と、厚さ方向Ｌ１に突出するようにベース台２０におけるベースプレート２１に取り付けられた複数の固定ピン１８１と、を備えている。なお、本実施形態では、第１実施形態におけるベース台２０が固定子１８０としても機能する。

固定ピン１８１は、円柱状に形成され、ベースプレート２１から上方に向けて突出するようにベースプレート２１に対して取り付けられている。具体的には、固定ピン１８１は圧入によってベースプレート２１に固定されている。
ただし、ベースプレート２１に対する固定ピン１８１の取付け方法は、この場合に限定されるものではなく、例えば接着等によって固定しても構わない。さらに、例えばベースプレート２１を含むベース台２０を合成樹脂材料で形成し、固定ピン１８１を金属材料で形成する場合には、インサート成形によってベースプレート２１と固定ピン１８１とを一体に組み合わせても構わない。

固定ピン１８１の先端部（上端部）は、丸みを帯びた半球状に形成されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、固定ピン１８１の先端部を平坦状に形成しても構わない。
なお、固定ピン１８１は、先端部が後述する可動プレート１９２に対して近接する長さ、或いは先端部と可動プレート１９２との間に僅かな隙間が確保される長さで形成されている。

上述した固定ピン１８１は、可動方向である第１方向Ｌ２及び、可動方向に対して直交する方向である厚さ方向Ｌ１に対して直交する第２方向Ｌ３に、一定の間隔をあけて配置されている。図示の例では、ベースプレート２１に対して４つの固定ピン１８１が取り付けられている。ただし、固定ピン１８１の数は、この場合に限定されるものではない。

可動子１９０は、ベースプレート２１の上面に第１方向Ｌ２にスライド移動可能に載置されている。可動子１９０は、第２方向Ｌ３に沿って延びる基部４１と、基部４１の上端部から前方に向かって突出すると共に、複数の固定ピン１８１を上方から覆う可動プレート１９２と、厚さ方向Ｌ１に突出するように可動プレート１９２に取り付けられた複数の可動ピン１９１と、を備えている。

可動プレート１９２は、第２方向Ｌ３に沿った長さが基部４１と同等とされ、第１方向Ｌ２に沿ってベースプレート２１と平行に配置されている。従って、可動プレート１９２は、ベースプレート２１よりも上方に配置され、且つベースプレート２１に対して厚さ方向Ｌ１に向かい合うように配置されている。

可動ピン１９１は、円柱状に形成され、可動プレート１９２から下方に向けて突出するように可動プレート１９２に対して取り付けられている。具体的には、可動ピン１９１は圧入によって可動プレート１９２に固定されている。
ただし、可動プレート１９２に対する可動ピン１９１の取付け方法は、この場合に限定されるものではなく、例えば接着等によって固定しても構わない。さらに、例えば可動プレート１９２及び基部４１を合成樹脂材料で形成し、可動ピン１９１を金属材料で形成する場合には、インサート成形によって可動プレート１９２と可動ピン１９１とを一体に組み合わせても構わない。

可動ピン１９１の先端部（下端部）は、丸みを帯びた半球状に形成されている。ただし、この場合に限定されるものではなく、可動ピン１９１の先端部を平坦状に形成しても構わない。
なお、可動ピン１９１は、先端部がベースプレート２１に対して近接する長さ、或いは先端部とベースプレート２１との間に僅かな隙間が確保される長さで形成されている。

上述した可動ピン１９１は、第２方向Ｌ３に一定の間隔をあけて配置されている。図示の例では、可動プレート１９２に対して３つの可動ピン１９１が取り付けられている。ただし、可動ピン１９１の数は、この場合に限定されるものではない。

上述した複数の固定ピン１８１間の間隔と、複数の可動ピン１９１間の間隔とは、同じ間隔（ピッチ）とされている。さらに、固定ピン１８１の長さと可動ピン１９１の長さとは同等とされている。これにより、固定ピン１８１及び可動ピン１９１は、第２方向Ｌ３に沿って一定の間隔をあけて交互に配列されている。

なお、固定ピン１８１及び可動ピン１９１の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば形状記憶合金ワイヤ６１の熱伝導率よりも熱伝導率が高い材料で形成されている。具体的には、固定ピン１８１及び可動ピン１９１は、アルミニウム材料で形成され、その表面にはアルマイト処理等によって絶縁膜となる陽極酸化膜が形成されている。
ただし、固定ピン１８１及び可動ピン１９１を、アルミニウム以外の金属材料、例えば真鍮等で形成しても構わないし、合成樹脂材料で形成しても構わない。

なお、本実施形態の固定ピン１８１及び可動ピン１９１は、形状記憶合金ワイヤ６１に対して接触するように配置されて、該形状記憶合金ワイヤ６１を放熱させる放熱体（本発明に係る熱伝動体）としても機能する。

上述のように構成された固定子１８０及び可動子１９０に対して、形状記憶合金ワイヤ６１は、固定ピン１８１及び可動ピン１９１に対して交互に接触しながら、固定ピン１８１及び可動ピン１９１の間を縫うように第２方向Ｌ３に波状（ジグザグ状）に配置されている。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１は、固定ピン１８１と可動ピン１９１との間に波状に挟み込まれている。
なお、形状記憶合金ワイヤ６１の両端部は、基部４１に取り付けられた接続端子６２に接続されている。

（慣性力付与装置の作用）
上述のように構成された慣性力付与装置１７０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
すなわち、形状記憶合金ワイヤ６１が固定ピン１８１と可動ピン１９１との間に波状に挟み込まれているので、形状記憶合金ワイヤ６１が伸縮することで、固定ピン１８１と可動ピン１９１との間隔を第１方向Ｌ２に変化させることができる。これにより、形状記憶合金ワイヤ６１の伸縮を利用して、重錘５０が取り付けられている可動子１９０を第１方向Ｌ２に瞬間的に変位させることができる。従って、タッチパネル２に触れた指先に対してクリック感を与えるような触感を作用させることができる。

このように、固定ピン１８１及び可動ピン１９１を利用する慣性力付与装置１７０の場合であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏功することができる。
なお、固定ピン１８１の上端部及び可動ピン１９１の下端部は共に丸みを帯びて形成されているうえ、固定ピン１８１と可動プレート１９２との間、及び可動ピン１９１とベースプレート２１との間は近接或いは僅かな隙間が確保されている。そのため、固定ピン１８１及び可動ピン１９１を利用する場合であっても、可動子１９０の移動が阻害されることなく、可動子１９０のスムーズな移動を可能とすることができる。

特に、本実施形態の場合には、ベースプレート２１に固定ピン１８１を取り付けることで固定子１８０を構成しているので、少なくとも固定ピン１８１が絶縁性及び所定の熱導電率を具備すれば良く、固定子１８０を簡便に構成することが可能である。従って、固定子１８０を低コストで製造することができる。
例えば、中実のアルミニウムの棒材を所定の外径に仕上げた後、所定の長さで切断し、丸みを帯びるように先端部を加工することで、固定ピン１８１として利用することができる。そのため、低コストで固定子１８０を製造することが可能となる。

それに加え、ベースプレート２１を含むベース台２０を、固定ピン１８１とは異なる材料、例えば合成樹脂材料等で形成することが可能となるので、材料選択の自由度を向上でき、さらなる低コスト化を図り易い。
なお、可動子１９０についても可動ピン１９１を具備しているので、上述した固定子１８０と同様の作用効果を奏功することができる。

なお、上記第６実施形態では、第１実施形態における固定子３０の突起部３２及び可動子４０の突起部４２に代えて、固定ピン１８１及び可動ピン１９１を採用する場合を例に挙げて説明したが、第２実施形態及び第３実施形態に採用しても構わない。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。

例えば上記各実施形態では、触感提示装置をスマートフォン等の携帯情報端末１に適用した場合に例に挙げて説明したが、例えば図２４に示すように、スマートウォッチ２００に適用しても構わない。さらに、携帯情報端末に限定されるものではなく、例えば車載用カーナビゲーションシステム等でも良く、タッチ時に指先に対して物理的な操作触感を疑似的に作用させる各種の電子機器等に適用しても構わない。

Ｌ１…厚さ方向（可動方向）
Ｌ２…第１方向（可動方向）
１…携帯情報端末（触感提示装置）
２…タッチパネル（操作パネル）
５、８０、９０、１００、１４０、１７０…慣性力付与装置
１５…表示パネル
１６…制御部
３０、１１０…固定子、熱伝動体
４０、１２０、１５０…可動子、熱伝動体
５０、８１、１３０、１６０…重錘
６０…アクチュエータ部
６１…形状記憶合金ワイヤ
７０…コイルばね（弾性部材）
７５…ガイドロッド（案内部材）
９１…板ばね部材（弾性部材）
１８０…固定子
１８１…固定ピン、熱伝動体
１９０…可動子
１９１…固定ピン、熱伝動体
２００…スマートウォッチ（触感提示装置）

Claims (7)

1. 固定子と、
   前記固定子に対して可動方向に相対移動可能に配置された可動子と、
   前記可動子に取り付けられた重錘と、
   前記固定子と前記可動子との間に設けられた形状記憶合金ワイヤを有し、前記可動子を前記可動方向に瞬間的に変位させると共に、該変位に基づいて外部に対して慣性力を作用させるアクチュエータ部と、
   前記可動子を前記固定子側に向けて、前記可動方向に沿って付勢する弾性部材と、を備え、
   前記形状記憶合金ワイヤは、温度に応じて長さが変化すると共に、通電加熱に伴う伸縮によって前記可動子と前記固定子との間の間隔を変化させ、
   前記アクチュエータ部は、前記形状記憶合金ワイヤに接触するように配置された熱伝動体を備え、
   前記固定子及び前記可動子は、前記熱伝動体として機能し、
   前記重錘は、前記可動子よりも比重の大きい材料で形成され、前記可動子に対して一体的に組み合わされていることを特徴とする慣性力付与装置。
2. 請求項１に記載の慣性力付与装置において、
   前記弾性部材は、前記可動方向における弾性率が、前記可動方向に対して直交する直交方向における弾性率よりも低くなるように形成され、弾性率の違いによって前記可動子を前記可動方向に沿って移動可能に案内する、慣性力付与装置。
3. 請求項１又は２に記載の慣性力付与装置において、
   前記重錘は、少なくとも一部が、前記可動子、前記形状記憶合金ワイヤ、前記弾性部材及び前記固定子のうちの少なくともいずれか１つに対して、前記可動方向に対して直交する直交方向に重なる位置関係となるように前記可動子に取り付けられている、慣性力付与装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の慣性力付与装置において、
   前記弾性部材は、少なくとも一部が、前記形状記憶合金ワイヤに対して、前記可動方向に対して直交する直交方向に重なる位置関係となるように設けられている、慣性力付与装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の慣性力付与装置において、
   前記可動子を前記可動方向に移動可能に案内する案内部材を備えている、慣性力付与装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の慣性力付与装置において、
   前記固定子は、前記可動方向に沿って配置された固定プレート、及び前記可動方向に対して直交する直交方向に突出するように前記固定プレートに取り付けられた複数の固定ピンを備え、
   前記可動子は、前記可動方向に沿って配置されると共に、少なくとも一部分が前記固定プレートに対して前記直交方向に向かい合うように配置された可動プレート、及び前記直交方向に突出するように前記可動プレートに取り付けられた複数の可動ピンを備え、
   複数の前記固定ピン及び複数の前記可動ピンは、前記可動方向及び前記直交方向に対して直交する方向に沿って、一定の間隔をあけて交互に並ぶように配列され、
   前記形状記憶合金ワイヤは、前記固定ピン及び前記可動ピンに対して交互に接触しながら、前記固定ピンと前記可動ピンとの間に波状に挟み込まれている、慣性力付与装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の慣性力付与装置と、
   指先で操作される操作パネルを有すると共に、前記慣性力付与装置を内部に収容するケーシングと、
   前記ケーシングに設けられ、前記操作パネルを通じて情報を表示する表示パネルと、
   前記ケーシング内に収容され、前記操作パネルの操作に応じて前記表示パネルの表示を制御する制御部と、を備えることを特徴とする触感提示装置。

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