KR102216082B1 - 유닛 및 촉감 제시 장치 - Google Patents

유닛 및 촉감 제시 장치 Download PDF

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다케시 신타니
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슌 히로오카
šœ 히로오카
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Abstract

[과제] 장치의 조립 공정을 삭감 가능한 유닛 및 촉감 제시 장치를 제공한다.
[해결 수단] 유닛은, 액추에이터와, 베이스에 고정 가능한 제 1 고정부와, 제 2 고정부와, 제 1 고정부와 제 2 고정부를 접속하는 탄성부를 구비한다. 제 2 고정부는, 진동 대상에 고정 가능하고, 액추에이터에 접속된다.

Description

유닛 및 촉감 제시 장치{UNIT AND TACTILE SENSATION PROVIDING APPARATUS}
본 개시는 유닛 및 촉감 제시 장치에 관한 것이다.
종래, 이용자에 대하여 촉감을 제시하는 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 액추에이터에 의해 터치 센서 등을 진동시킴으로써, 이용자에 대하여 촉감을 제시한다.
일본공개특허 특개2017-175874호 공보
종래의 장치에서는, 비용 삭감 등을 위해, 장치의 조립 공정을 삭감하는 것이 요망된다.
본 개시는, 장치의 조립 공정을 삭감 가능한 유닛 및 촉감 제시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 양태의 유닛은, 압전 소자 및 진동판을 가지는 액추에이터와, 베이스에 고정 가능한 2개의 다리부를 가지는 제 1 고정부와, 제 2 고정부와, 상기 2개의 다리부와 상기 제 2 고정부의 일방의 단부 및 타방의 단부를 각각 접속하는 2개의 탄성부를 구비한다. 상기 제 2 고정부는, 진동 대상에 고정 가능하고, 상기 2개의 다리부의 사이에 위치하고, 상기 진동판에 접속된다.
일 양태의 촉감 제시 장치는, 진동 대상과 유닛을 구비한다. 상기 유닛은, 액추에이터와, 베이스에 고정 가능한 제 1 고정부와, 제 2 고정부와, 상기 제 1 고정부와 상기 제 2 고정부를 접속하는 탄성부를 가진다. 상기 제 2 고정부는, 상기 진동 대상에 고정 가능하고, 상기 액추에이터에 접속된다.
본 개시에 의하면, 장치의 조립 공정을 삭감 가능한 유닛 및 촉감 제시 장치가 제공될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 유닛을 포함하는 촉감 제시 장치의 외관도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 범위 R의 분해 사시도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 유닛의 정면도이다.
도 4는, 도 3에 나타내는 유닛의 사시도이다.
도 5는, 비교예에 관련된 촉감 제시 장치의 분해 사시도이다.
도 6은, 본 개시의 다른 실시형태에 관련된 유닛의 정면도이다.
도 7은, 도 6에 나타내는 유닛의 사시도이다.
도 8은, 본 개시의 또 다른 실시형태에 관련된 유닛의 정면도이다.
도 9는, 도 8에 나타내는 유닛의 사시도이다.
이하, 본 개시에 관련된 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 이하, 각 도에 있어서 공통의 구성부에는 동일한 부호를 부여한다. 또한, 이하의 설명에서 이용되는 도는 모식적인 것이다. 도면 상의 치수 비율 등은 현실의 것과 반드시 일치하고 있는 것은 아니다.
[촉감 제시 장치의 구성례]
도 1은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 유닛(4)을 포함하는 촉감 제시 장치(1)의 외관도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 범위 R의 분해 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 촉감 제시 장치(1)는, 외관에서 봤을 때 직방체 형상이다. 이하, 도 1 및 도 2에 있어서, 촉감 제시 장치(1)의 두께 방향은 X축 방향으로 한다. 촉감 제시 장치(1)의 긴 쪽 방향은 Y축 방향으로 한다. 촉감 제시 장치(1)의 짧은 쪽 방향은 Z축 방향으로 한다.
촉감 제시 장치(1)는, 진동 대상(2)과, 박스체(3)와, 4개의 유닛(4)을 구비한다. 단, 촉감 제시 장치(1)가 구비하는 유닛(4)의 수는 4개에 한정되지 않는다. 촉감 제시 장치(1)가 구비하는 유닛(4)의 수는, 3개 이하여도 되고, 5개 이상이어도 된다.
촉감 제시 장치(1)는, 진동 대상(2)을 진동시킴으로써, 진동 대상(2)의 주면(主面)(2a)에 터치하는 이용자에 대하여 촉감을 제시한다. 촉감 제시 장치(1)의 예로서, 카 네비게이션 시스템, 또는, 스티어링 또는 파워 윈도우의 스위치 등의 차재(車載) 기기를 들 수 있다. 또한, 촉감 제시 장치(1)의 예로서, 휴대전화, 스마트폰, 태블릿형 PC(Personal Computer) 및 노트 PC를 들 수 있다. 단, 촉감 제시 장치(1)는 이들에 한정되지 않는다. 촉감 제시 장치(1)는, 데스크탑 PC, 가전 제품, 산업용 기기(FA(Factory Automation) 기기), 전용 단말 또는 다양한 전자 기기 등이어도 된다.
진동 대상(2)은 주면(2a)을 가진다. 이용자는, 손가락 등에 의해 주면(2a)에 터치한다. 진동 대상(2)은, 표시 패널 내에 배치된 터치 센서여도 된다. 단, 진동 대상(2)은 터치 센서에 한정되지 않는다. 예를 들면, 진동 대상(2)은 스위치여도 된다. 진동 대상(2)에는 유닛(4)의 진동이 전달된다. 진동 대상(2)은, 유닛(4)의 진동이 전달됨으로써 진동한다.
진동 대상(2)의 진동 방향으로서, 예를 들면, 면내 방향 및 면외 방향이 있다. 면내 방향이란, 진동 대상(2)의 주면(2a)과 대략 평행한 방향이다. 예를 들면, 도 1에서는, 면내 방향은 ZY 평면에 평행한 방향이 된다. 그 때문에, 도 1에서는, 면내 방향의 진동은, 예를 들면 Z축 방향의 진동이 된다. 또한, 면외 방향이란, 진동 대상(2)의 주면(2a)에 대하여 직교하는 방향이다. 그 때문에, 도 1에서는, 면외 방향의 진동은 X축 방향의 진동이 된다. 이하, 면내 방향의 진동은, 「횡진동」이라고도 한다. 또한, 면외 방향의 진동은 「종진동」이라고도 한다.
진동 대상(2)의 진동 방향은, 촉감 제시 장치(1)에 포함되는 유닛(4)을 적절히 선택함으로써 설정 가능하다. 예를 들면, 진동 대상(2)의 진동 방향을 면내 방향으로 설정하는 경우, 즉, 진동 대상(2)을 횡진동시키고 싶은 경우, 후술의 도 3에 나타내는 유닛(4) 또는 후술의 도 6에 나타내는 유닛(104)이 선택되어도 된다. 또한, 예를 들면, 진동 대상(2)의 진동 방향을 면외 방향으로 설정하는 경우, 즉, 진동 대상(2)을 종진동시키고 싶은 경우, 후술의 도 8에 나타내는 유닛(204)이 선택되어도 된다.
진동 대상(2)의 진동 방향은, 촉감 제시 장치(1)의 용도 등에 따라 적절히 설정되어도 된다. 예를 들면 촉감 제시 장치(1)가 차재 기기인 경우, 진동 대상(2)은, 카 네비게이션 시스템의 표시부가 될 수 있다. 또한, 촉감 제시 장치(1)를 탑재하는 차량의 진행 방향은, 대략 X축 방향이 될 수 있다. 이 경우, 진동 대상(2)의 진동 방향은, 면내 방향으로 설정되어도 된다.
박스체(3)는, 금속 또는 합성 수지 등으로 형성되어도 된다. 박스체(3)는, 촉감 제시 장치(1)의 내부 구조물을 보호한다. 박스체(3)에는, 유닛(4), 컨트롤러 및 메모리 등이 수용되어도 된다. 컨트롤러는, 애플리케이션 소프트웨어를 실행 가능한 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터 등에 의해 구성되어도 된다. 컨트롤러는 유닛(4)에 접속된다. 컨트롤러는, 유닛(4)에, 유닛(4)을 진동시키기 위한 구동 신호를 출력한다. 구동 신호는 전압 신호여도 되고, 전류 신호여도 된다. 메모리는, 반도체 메모리 또는 자기 메모리 등으로 구성되어도 된다. 메모리는, 각종 정보 및 컨트롤러를 동작시키기 위한 프로그램 등을 기억한다. 또한, 컨트롤러 및 메모리는, 박스체(3)의 외부에 마련되어도 된다.
유닛(4)은, 1개의 부품으로서, 도 2에 나타내는 바와 같이 촉감 제시 장치(1)에 포함된다. 유닛(4)은, 진동 대상(2)과 박스체(3)의 바닥면과의 사이에 배치된다. 유닛(4)의 배치 위치는, 진동 대상(2)의 사이즈에 따라 적절히 결정되어도 된다. 예를 들면, 진동 대상(2)이 도 1에 나타내는 바와 같이 직사각 형상인 경우, 4개의 유닛(4)이, 도 1에 나타내는 바와 같이, 진동 대상(2)의 네 모퉁이에 각각 배치되어도 된다.
유닛(4)은, 촉감 제시 장치(1)의 컨트롤러가 출력하는 전압 신호에 따라 진동한다. 유닛(4)의 진동은, 촉감 제시 장치(1)의 진동 대상(2)에 전달된다.
[유닛의 구성례]
도 3은, 본 개시의 일 실시형태에 관련된 유닛(4)의 정면도이다. 도 4는, 도 3에 나타내는 유닛(4)의 사시도이다. 유닛(4)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)의 진동 방향을 면내 방향으로 설정하는 경우, 즉, 상술의 진동 대상(2)을 횡진동시키고 싶은 경우, 선택되어도 된다.
유닛(4)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 액추에이터(10)와, 제 1 고정부(20)와, 제 2 고정부(30)와, 탄성부(40A, 40B)를 구비한다. 유닛(4)은 기부(基部)(50)를 더 구비해도 된다.
액추에이터(10)는, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)의 컨트롤러가 출력하는 전압 신호를, 진동으로 변환한다. 액추에이터(10)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 압전 소자(11)와, 진동판(12)과, 지지부(13A, 13B)와, 기부(14A, 14B)를 가진다. 진동판(12)과 지지부(13A, 13B)와 기부(14A, 14B)는, 예를 들면 한 장의 박판을 절곡함으로써, 일체로서 형성되어도 된다. 또는, 진동판(12)과 지지부(13A, 13B)와 기부(14A, 14B)는 별체로서 형성되어도 된다. 진동판(12)과 지지부(13A, 13B)와 기부(14A, 14B)가 별체로서 형성되는 경우, 진동판(12)과 지지부(13A, 13B)와 기부(14A, 14B)는, 용접 등에 의해 일체화되어도 된다.
압전 소자(11)는 예를 들면 직사각 형상이다. 압전 소자(11)에는, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)의 컨트롤러가 출력하는 전압 신호가 인가된다. 압전 소자(11)는, 인가되는 전압 신호에 따라 긴 쪽 방향으로 신축 변위한다. 압전 소자(11)는 압전 필름이어도 되고, 압전 세라믹이어도 된다. 압전 세라믹은, 압전 필름보다, 큰 진동 에너지를 가지는 진동을 발생시킬 수 있다.
압전 소자(11)는 자왜(磁歪) 소자로 치환되어도 된다. 자왜 소자는, 인가되는 자계에 따라 신축한다. 압전 소자(11)가 자왜 소자로 치환되는 경우, 유닛(4)은, 상술의 컨트롤러가 출력하는 구동 신호를 자계로 변환하는 코일 등을 추가로 가져도 된다.
진동판(12)은, 예를 들면 심판(shim plate)과 같은, 탄성을 가지는 박판이다. 진동판(12)은, 소정 두께의 판 형상 부재여도 된다. 진동판(12)은, 금속, 수지, 또는, 금속 및 수지 등의 복합 재료로 형성되어도 된다. 이하, 진동판(12)에 포함되는 2개의 면 중, 기부(50)에 대향하는 면을 「주면(12a)」이라고 한다. 또한, 진동판(12)에 포함되는 2개의 면 중, 제 2 고정부(30)에 대향하는 면을 「주면(12b)」이라고 한다.
주면(12a)에는 압전 소자(11)가 마련된다. 압전 소자(11)는, 압전 소자(11)의 긴 쪽 방향이 진동판(12)의 긴 쪽 방향과 일치하도록, 주면(12a)에 마련된다. 압전 소자(11)는, 접착제 등에 의해 주면(12a)에 접합되어도 된다.
주면(12a)에 압전 소자(11)가 마련된 구조, 즉, 진동판(12)의 편면에 압전 소자(11)가 마련된 구조는, 소위 유니모르프이다. 유니모르프에 있어서는, 압전 소자(11)의 신축 변위가 진동판(12)의 굴곡 진동을 일으킨다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 진동판(12)의 일방의 단부는, 지지부(13A)에 의해 지지된다. 진동판(12)의 타방의 단부는, 지지부(13B)에 의해 지지된다. 이와 같이 진동판(12)의 양방의 단부가 지지되는 경우, 진동판(12)은, 진동판(12)의 중앙 부근에 있어서의 주면(12a)의 법선 방향의 진폭이 최대가 되도록 진동한다.
주면(12a)이 상술의 도 2에 나타내는 XY 평면에 대략 평행하게 되도록, 유닛(4)은, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)에 포함된다. 주면(12a)이 상술의 도 2에 나타내는 XY 평면에 대략 평행하게 됨으로써, 주면(12a)의 법선 방향은, 상술의 도 2에 나타내는 Z축 방향에 대응할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 주면(12a)의 법선 방향의 진동에 의해, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)은, Z축 방향으로 진동할 수 있다. 환언하면, 압전 소자(11)의 신축 변위에 따라, 유닛(4)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)을 횡진동시킨다.
지지부(13A)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 진동판(12)의 긴 쪽 방향의 일방의 단부에 마련된다. 지지부(13A)의 일방의 단부는 진동판(12)에 접속된다. 지지부(13A)의 타방의 단부는 기부(14A)에 접속된다. 지지부(13B)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 진동판(12)의 긴 쪽 방향의 타방의 단부에 마련된다. 지지부(13B)의 일방의 단부는 진동판(12)에 접속된다. 지지부(13B)의 타방의 단부는 기부(14B)에 접속된다.
지지부(13A, 13B)는, 압전 소자(11)와 기부(50)의 사이에 간극이 생기도록, 진동판(12)을 지지한다. 압전 소자(11)와 기부(50)의 사이에 간극이 생김으로써, 압전 소자(11)의 변위에 따라 진동판(12)이 진동할 때에, 압전 소자(11)가 기부(50)에 충돌하는 것을 막을 수 있다. 지지부(13A, 13B)는, 진동판(12)과 동일 재료로 형성되어도 되고, 진동판(12)과는 상이한 재료로 형성되어도 된다.
기부(14A)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기부(50)의 일방의 단부에 고정된다. 기부(14B)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기부(50)의 타방의 단부에 고정된다. 기부(14A, 14B)는, 예를 들면 나사 등의 체결 부재 또는 접착제 등에 의해, 제 1 고정부(20)와 기부(50)의 사이에 고정되어도 된다. 기부(14A, 14B)는, 진동판(12)과 동일 재료로 형성되어도 되고, 진동판(12)과 상이한 재료로 형성되어도 된다.
제 1 고정부(20)는, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)의 베이스에, 예를 들면 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에, 고정 가능하다. 제 1 고정부(20)는, 금속, 수지, 또는, 금속 및 수지 등의 복합 재료로 형성되어도 된다. 제 1 고정부(20)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본체부(21)와, 다리부(22A, 22B)를 가진다. 제 1 고정부(20)는, 관통 구멍(23A, 23B)을 추가로 가져도 된다.
본체부(21)의 일방의 단부에는 다리부(22A)가 마련된다. 본체부(21)의 타방의 단부에는 다리부(22B)가 마련된다. 본체부(21)는, 예를 들면 제 1 고정부(20)가 관통 구멍(23A, 23B)을 가지지 않을 경우, 접착제 등에 의해, 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에 고정되어도 된다.
다리부(22A)는, 기부(50)의 일방의 단부에 고정된다. 다리부(22A)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14A)가 개재된다. 다리부(22B)는, 기부(50)의 타방의 단부에 고정된다. 다리부(22B)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14B)가 개재된다.
다리부(22A, 22B)는, 예를 들면 나사 등의 체결 부재 또는 접착제에 의해, 기부(50)에 고정되어도 된다. 다리부(22A, 22B)는, 예를 들면 제 1 고정부(20)가 관통 구멍(23A, 23B)을 가지지 않을 경우, 접착제 등에 의해, 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에 고정되어도 된다.
관통 구멍(23A)은 다리부(22A)에 마련된다. 관통 구멍(23B)은 다리부(22B)에 마련된다. 관통 구멍(23A, 23B)에는, 상술의 도 2에 나타내는 바와 같이, 나사 등의 체결 부재(5)가 삽입된다. 관통 구멍(23A, 23B)에 체결 부재(5)가 삽입됨으로써, 제 1 고정부(20)는 박스체(3)의 바닥면에 고정된다.
제 2 고정부(30)는, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정 가능하다. 제 2 고정부(30)는, 금속, 수지, 또는, 금속 및 수지 등의 복합 재료로 형성되어도 된다. 제 2 고정부(30)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 본체부(31)와 접합부(32)를 가진다. 제 2 고정부(30)는, 관통 구멍(33)을 추가로 가져도 된다.
본체부(31)는, 유닛(4)을 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)에 포함시킨 상태에서는, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 접한다. 이 상태에서는, 제 1 고정부(20)에 진동 대상(2)이 접하지 않아도 된다. 본체부(31)는, 진동판(12)의 진동을, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 전달한다. 본체부(31)는, 예를 들면 제 2 고정부(30)가 관통 구멍(33)을 가지지 않을 경우, 접착제 등에 의해, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정되어도 된다.
접합부(32)는, 진동판(12)의 주면(12b)의 중앙 부근에 접합된다. 접합부(32)가 주면(12b)에 접합됨으로써, 진동판(12)의 진동은, 본체부(31)에 전달되어, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 전달된다.
관통 구멍(33)에는, 상술의 도 2에 나타내는 바와 같이, 나사 등의 체결 부재(5)가 삽입된다. 관통 구멍(33)에 체결 부재(5)가 삽입됨으로써, 제 2 고정부(30)는 진동 대상(2)에 고정된다.
탄성부(40A, 40B)는, 제 1 고정부(20)와 제 2 고정부(30)를 접속한다. 예를 들면, 탄성부(40A)는, 제 1 고정부(20)의 다리부(22A)와, 제 2 고정부(30)의 본체부(31)를 접속한다. 예를 들면, 탄성부(40B)는, 제 1 고정부(20)의 다리부(22B)와, 제 2 고정부(30)의 본체부(31)를 접속한다. 탄성부(40A, 40B)는 판 스프링이어도 된다.
기부(50)의 일방의 단부에는, 액추에이터(10)의 기부(14A) 및 제 1 고정부(20)의 다리부(22A)가 고정된다. 기부(50)의 타방의 단부에는, 액추에이터(10)의 기부(14B) 및 제 1 고정부(20)의 다리부(22B)가 고정된다. 기부(50)는, 금속, 수지, 또는, 금속 및 수지 등의 복합 재료로 형성되어도 된다.
<비교예>
도 5는, 비교예에 관련된 촉감 제시 장치(1X)의 분해 사시도이다. 도 5는, 상술의 도 2에 상당한다. 비교예에 관련된 촉감 제시 장치(1X)에는, 상술의 유닛(4)을 포함하는 대신에, 액추에이터(10X) 및 탄성부(40X)가 직접 포함된다.
액추에이터(10X)는, 압전 소자(11)와, 진동판(12)과, 지지부(13X)와, 기부(14X)와, 보지부(保持部)(15X)를 가진다.
지지부(13X)의 일방의 단부는 진동판(12)에 접속된다. 지지부(13X)의 타방의 단부는 기부(14X)에 접속된다.
기부(14X)는 박스체(3)에 고정된다. 기부(14X)는 구멍(16X)을 가져도 된다. 기부(14X)는, 구멍(16X)에 나사 등의 체결 부재가 삽입됨으로써, 박스체(3)에 고정되어도 된다. 기부(14X)는, 접착제 등에 의해 박스체(3)에 고정되어도 된다.
보지부(15X)는, 진동판(12)의 2개의 면의 중, 진동 대상(2)과 대향하는 면에 마련된다. 보지부(15X)는, 접착제 등에 의해 진동 대상(2)에 접합된다. 보지부(15X)가 진동 대상(2)에 접합됨으로써, 진동판(12)의 진동이 진동 대상(2)에 전달된다.
탄성부(40X)는 코일 스프링이다. 적어도 4개의 탄성부(40X)가 촉감 제시 장치(1X)의 네 모퉁이에 배치된다. 탄성부(40X)는, 진동 대상(2)과 박스체(3)의 사이에 접속된다. 예를 들면, 탄성부(40X)의 일단은 진동 대상(2)에 접속된다. 또한, 탄성부(40X)의 타단은 박스체(3)의 바닥면에 접속된다. 적어도 4개의 탄성부(40X)가, 촉감 제시 장치(1X)의 네 모퉁이에 있어서, 각각 진동 대상(2)과 박스체(3)의 사이에 접속됨으로써, 진동 대상(2)은, 박스체(3)에 대하여 변위 가능해진다. 즉, 진동 대상(2)은, 진동판(12)으로부터 보지부(15X)를 개재하여 전달되는 진동에 의해 진동할 수 있다.
이와 같이 비교예에 관련된 촉감 제시 장치(1X)에서는, 이용자에 대하여 촉감을 제시하기 위하여, 복수의 탄성부(40X) 및 액추에이터(10X) 등이 이용된다. 즉, 비교예에 관련된 촉감 제시 장치(1X)에서는, 이용자에 대하여 촉감을 제시하기 위하여, 복수의 부품이 이용된다. 그러나, 촉감 제시 장치(1X)에 이용되는 부품의 수가 증가하면, 촉감 제시 장치(1X)의 제조 공정에 있어서, 촉감 제시 장치(1X)의 조립 공정이 증가되어 버린다.
이에 비하여, 본 실시형태에 관련된 촉감 제시 장치(1)에서는, 복수의 탄성부(40X)를 이용하지 않고, 1개의 부품으로서의 유닛(4)을 적절한 개소에 포함시킴으로써, 이용자에 대하여 촉감을 제시할 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)에 포함되는 부품의 수를 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)의 제조 공정에 있어서, 촉감 제시 장치(1)의 조립 공정을 삭감할 수 있다.
또한, 비교예에서는, 박스체(3)에 대하여 진동 대상(2)을 변위 가능하게 하기 위하여, 코일 스프링인 탄성부(40X)가 이용된다. 코일 스프링은, 코일 스프링의 상하 좌우로 변형할 수 있다. 비교예에서는, 코일 스프링이 상하 좌우로 변형할 수 있기 때문에, 촉감 제시 장치(1X)의 제조 공정에 있어서, 탄성부(40X)를 진동 대상(2)과 박스체(3)의 사이에 접속시키는 공정이 복잡화되는 경우가 있다. 또한, 촉감 제시 장치(1X)의 제조 후에 있어서도, 코일 스프링인 탄성부(40X)가 의도하지 않은 방향으로 변형함으로써, 진동 대상(2)이 의도하지 않는 방향으로 진동해 버리는 경우가 있다.
이에 비하여, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)의 제조 공정에 있어서, 탄성부(40X)를 촉감 제시 장치(1)에 직접 포함시키는 것이 아니라, 탄성부(40A, 40B)를 구비하는 유닛(4)을 촉감 제시 장치(1)에 포함시킨다. 그 때문에, 촉감 제시 장치(1)의 제조 공정에 있어서, 조립 공정이 복잡화되는 것을 막을 수 있다. 또한, 유닛(4)에서는, 탄성부(40A, 40B)로서 판 스프링을 이용할 수 있다. 판 스프링이 변형되는 방향은, 예를 들면 코일 스프링보다 제한된다. 그 때문에, 본 실시형태에 관련된 촉감 제시 장치(1)에서는, 진동 대상(2)이 의도하지 않은 방향으로 진동해 버리는 것을 막을 수 있다.
또한, 비교예에서는, 진동 대상(2)의 사이즈에 따라, 탄성부(40X)와 액추에이터(10X)의 사이의 위치 관계가 적절히 조정된다. 그 때문에, 촉감 제시 장치(1X)의 제품 사양의 변경 등에 의해, 진동 대상(2)의 사이즈가 변경되면, 탄성부(40X)와 액추에이터(10X)의 사이의 위치 관계를 다시 조정하는 것이 필요해진다.
이에 비하여, 본 실시형태에서는, 탄성부(40A, 40B)와 액추에이터(10)의 사이의 위치 관계는, 유닛(4)에 있어서 적절히 조정될 수 있다. 그 때문에, 진동 대상(2)의 사이즈가 변경되어도, 탄성부(40A, 40B)와 액추에이터(10)의 사이의 위치 관계를 다시 조정하지 않아도 된다. 본 실시형태에서는, 진동 대상(2)의 사이즈가 변경된 경우, 촉감 제시 장치(1)에 포함되는 유닛(4)의 수를 조정하면 된다. 따라서, 본 실시형태에 관련된 유닛(4)은, 편리성이 우수한 것이 될 수 있다.
또한, 비교예에서는, 촉감 제시 장치(1X)가 차재 기기인 경우, 촉감 제시 장치(1X)를 탑재하는 차량의 진행 방향은, 대략 X축 방향이 될 수 있다. 그 때문에, 촉감 제시 장치(1X)를 탑재하는 차량이 급발진 또는 급정지하면, X축 방향을 따른 가속도가 작용한다. 여기서, 비교예에서는, 액추에이터(10X)는, 박스체(3)와는 기부(14X)에 의한 2점에서 접하고 있지만, 진동 대상(2)과는 보지부(15X)에 의한 1점에서만 접하고 있다. 그 때문에, X축 방향을 따른 가속도가 작용했을 때, 박스체(3)로부터 기부(14X)의 2점에서 받는 힘이, 보지부(15X)의 1점에 걸려, 진동 대상(2)이 파손되는 경우가 있다. 이 경우, 액추에이터(10X)도 파손되는 경우가 있다.
이에 비하여, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)가 차재 기기인 경우, 제 1 고정부(20)가 박스체(3)에 고정되고, 제 2 고정부(30)가 진동 대상(2)에 고정된다. 여기서, 상술의 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제 1 고정부(20) 및 제 2 고정부(30)는, 도 5에 나타내는 보지부(15X) 등보다 넓은 면적을 가진다. 그 때문에, 촉감 제시 장치(1)를 탑재하는 차량이 급발진 또는 급정지했을 때, 비교예와 같이, 진동 대상(2)이 파손되는 개연성을 저감시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)에 있어서, 탄성부(40A, 40B)는, Z축 방향을 따라 변형할 수 있다. 그 때문에, 차량이 급발진 또는 급정지함으로써, X축 방향을 따른 가속도가 작용해도, 힘이 탄성부(40A, 40B)를 개재하여 액추에이터(10)에 걸리는 것을 막을 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 액추에이터(10)가 파손되는 개연성을 저감시킬 수 있다.
또한, 비교예에서는, 박스체(3)의 바닥면에 대하여 지지부(13X)가 직교하도록, 촉감 제시 장치(1X)에 액추에이터(10X)가 포함된다. 이와 같은 구성에 의해, 비교예에서는, 촉감 제시 장치(1X)의 두께가 증가하는 경우가 있다.
이에 비하여, 본 실시형태에서는, 상술의 도 2에 나타내는 바와 같이, 박스체(3)의 바닥면에 대하여 지지부(13)가 병행이 되도록, 유닛(4)이 촉감 제시 장치(1)에 포함된다. 이와 같은 구성에 의해, 본 실시형태에서는, 촉감 제시 장치(1)의 두께가 증가하는 개연성을 저감시킬 수 있다.
[유닛의 다른 구성례]
도 6은, 본 개시의 다른 실시형태에 관련된 유닛(104)의 정면도이다. 도 7은, 도 6에 나타내는 유닛(104)의 사시도이다. 유닛(104)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)의 진동 방향을 면내 방향으로 설정하는 경우, 즉, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)을 횡진동시키고 싶은 경우, 선택되어도 된다.
유닛(104)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 액추에이터(10)와, 제 1 고정부(120)와, 제 2 고정부(30)와, 탄성부(140)를 구비한다.
제 1 고정부(120)는, 상술의 제 1 고정부(20)와 마찬가지로, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)의 베이스에, 예를 들면 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에, 고정 가능하다. 제 1 고정부(120)는, 상술의 제 1 고정부(20)와 마찬가지의 재료로 구성되어도 된다. 제 1 고정부(120)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 다리부(122A, 122B)를 가진다. 제 1 고정부(120)는 관통 구멍(123A, 123B)를 추가로 가져도 된다.
다리부(122A)는, 기부(50)의 일방의 단부에 고정된다. 다리부(122A)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14A)가 개재된다. 다리부(122B)는, 기부(50)의 일방의 단부에 고정된다. 다리부(122B)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14B)가 개재된다.
다리부(122A, 122B)는, 예를 들면 나사 등의 체결 부재 또는 접착제에 의해, 기부(50)에 고정되어도 된다. 다리부(122A, 122B)는, 예를 들면 제 1 고정부(120)가 관통 구멍(123A, 123B)을 가지지 않을 경우, 접착제 등에 의해, 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에 고정되어도 된다.
관통 구멍(123A)은 다리부(122A)에 마련된다. 관통 구멍(123B)은 다리부(122B)에 마련된다. 관통 구멍(123A, 123B)에는, 상술의 도 2에 나타내는 바와 같이, 나사 등의 체결 부재(5)가 삽입될 수 있다. 관통 구멍(123A, 123B)에 체결 부재(5)가 삽입됨으로써, 제 1 고정부(120)는, 박스체(3)의 바닥면에 고정될 수 있다.
탄성부(140)는 판 스프링이어도 된다. 탄성부(140)는 제 1 고정부(120)와 제 2 고정부(30)를 접속한다. 예를 들면, 탄성부(140)의 일방의 단부는, 제 1 고정부(120)의 다리부(122A)에 접속된다. 탄성부(140)의 타방의 단부는, 제 1 고정부(120)의 다리부(122B)에 접속된다. 탄성부(140)의 중앙의 부분은, 제 2 고정부(30)의 본체부(31)에 접속된다.
이와 같이 유닛(104)은, 상술의 도 3 및 도 4에 나타내는 2개의 탄성부(40A, 40B)를 구비하는 유닛(4)과는 달리, 1개의 탄성부(140)를 구비한다. 이와 같은 유닛(104)이라도 상술의 유닛(4)과 동일한 효과를 가질 수 있다.
[유닛의 또 다른 구성례]
도 8은, 본 개시의 또 다른 실시형태에 관련된 유닛(204)의 정면도이다. 도 9는, 도 8에 나타내는 유닛(204)의 사시도이다. 유닛(204)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)의 진동 방향을 면외 방향으로 설정하는 경우, 선택되어도 된다. 환언하면, 유닛(204)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)을 종진동시키고 싶은 경우, 선택되어도 된다.
유닛(204)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 액추에이터(10)와, 제 1 고정부(220)와, 제 2 고정부(230)와, 탄성부(40A, 40B)를 구비한다.
제 1 고정부(220)는, 상술의 제 1 고정부(20)와 마찬가지로, 상술의 도 1에 나타내는 촉감 제시 장치(1)의 베이스에, 예를 들면 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에, 고정 가능하다. 제 1 고정부(220)는, 상술의 제 1 고정부(20)와 마찬가지의 재료로 구성되어도 된다. 제 1 고정부(220)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 다리부(222A, 222B)를 가진다. 제 1 고정부(220)는 관통 구멍(223A, 223B)을 추가로 가져도 된다.
다리부(222A)는, 기부(50)의 일방의 단부에 고정된다. 다리부(222A)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14A)가 개재된다. 다리부(222B)는, 기부(50)의 타방의 단부에 고정된다. 다리부(222B)와 기부(50)의 사이에는, 액추에이터(10)의 기부(14B)가 개재된다. 다리부(222A, 222B)는, 예를 들면 나사 등의 체결 부재 또는 접착제에 의해, 기부(50)에 고정되어도 된다.
다리부(222A, 222B)는, 유닛(204)을 도 2에 나타내는 촉감 제시 장치(1)에 포함시켰을 때, 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된다. 이 때, 다리부(222A, 222B)는, 기부(50)측이 박스체(3)측이 되도록, 박스체(3)의 바닥면에 대하여 수직으로 배치된다.
관통 구멍(223A)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 다리부(222A)의 상면에 형성된다. 관통 구멍(223A)은, 다리부(222A)의 상면으로부터 기부(50)의 바닥면까지 관통한다. 관통 구멍(223B)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 다리부(222B)의 상면에 형성된다. 관통 구멍(223B)은, 다리부(222B)의 상면으로부터 기부(50)의 바닥면까지 관통한다. 관통 구멍(223A, 223B)에 나사 등의 체결 부재가 삽입됨으로써, 제 1 고정부(220)는, 기부(50)를 개재하여 상술의 도 2에 나타내는 박스체(3)의 바닥면에 고정될 수 있다.
제 2 고정부(230)는, 상술의 제 2 고정부(30)와 마찬가지로, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정 가능하다. 제 2 고정부(230)는, 상술의 제 2 고정부(30)와 마찬가지의 재료로 구성되어도 된다. 제 2 고정부(230)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 본체부(231)와, 접합부(232)와, 접합면(233)을 가진다.
본체부(231)는, 진동판(12)의 진동을, 도 9에 나타내는 접합면(233)을 개재하여, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 전달한다.
접합부(232)는, 진동판(12)의 주면(12b)의 중앙 부근에 접합된다. 접합부(232)가 주면(12b)에 접합됨으로써, 진동판(12)의 진동은, 본체부(231)에 전달되어, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 전달된다.
접합면(233)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 본체부(31)의 상면이어도 된다. 접합면(233)은, 예를 들면 접착제 등에 의해, 상술의 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 접합된다. 접합면(233)이 진동 대상(2)에 접합됨으로써, 진동판(12)의 진동은, 상술의 도 2에 나타내는 X축 방향의 진동으로서 진동 대상(2)에 전달시킨다. 환언하면, 압전 소자(11)의 신축 변위에 따라, 유닛(204)은, 상술의 도 1에 나타내는 진동 대상(2)을 종진동시킨다.
이와 같은 유닛(204)은, 상술의 유닛(4)과 마찬가지의 효과를 가질 수 있다.
본 개시를 여러 도면 및 실시예에 기초하여 설명하였지만, 당업자라면 본 개시에 기초하여 다양한 변형 또는 수정을 행하는 것이 용이한 것에 주의하기 바란다. 따라서, 이들의 변형 또는 수정은 본 개시의 범위에 포함되는 것에 유의하기 바란다. 예를 들면, 각 기능부에 포함되는 기능 등은 논리적으로 모순되지 않도록 재배치 가능하다. 복수의 기능부 등은 1개로 조합되거나, 분할되어도 된다. 상술한 본 개시에 관련된 각 실시형태는, 각각 설명한 각 실시형태에 충실하게 실시하는 것에 한정되는 것은 아니고, 적절히 각 특징을 조합하거나 일부를 생략하여 실시될 수 있다.
예를 들면, 상술의 실시형태에서는, 제 1 고정부(20)가 촉감 제시 장치(1)의 베이스로서의 박스체(3)에 고정된다고 하여 설명하였다. 단, 제 1 고정부(20)는, 박스체(3) 이외의 베이스에 고정되어도 된다. 예를 들면, 차량에 촉감 제시 장치(1)를 실현하는 경우, 제 1 고정부(20)는 차량의 프레임에 고정되어도 된다.
예를 들면, 상술의 실시형태에서는, 도 3에 나타내는 유닛(4)의 제 1 고정부(20)가 도 2에 나타내는 박스체(3)에 고정되고, 도 3에 나타내는 유닛(4)의 제 2 고정부(30)가 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정되는 것으로서 설명하였다. 단, 도 3에 나타내는 유닛(4)의 제 2 고정부(30)가 도 2에 나타내는 박스체(3)에 고정되고, 도 3에 나타내는 유닛(4)의 제 1 고정부(20)가 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정되어도 된다. 마찬가지로, 도 6에 나타내는 유닛(104)의 제 2 고정부(30)가 도 2에 나타내는 박스체(3)에 고정되고, 도 6에 나타내는 유닛(104)의 제 1 고정부(120)가 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정되어도 된다. 마찬가지로, 도 8에 나타내는 유닛(204)의 제 2 고정부(230)가 도 2에 나타내는 박스체(3)에 고정되고, 도 8에 나타내는 유닛(204)의 제 1 고정부(220)가 도 2에 나타내는 진동 대상(2)에 고정되어도 된다.
1, 1X : 촉감 제시 장치
2 : 진동 대상
3 : 박스체(베이스)
4, 104, 204 : 유닛
5 : 체결 부재
10, 10X : 액추에이터
11 : 압전 소자
12 : 진동판
12a, 12b : 주면
13A, 13B, 13X : 지지부
14A, 14B, 14X : 기부
15X : 보지부
16X : 구멍
20, 120, 220 : 제 1 고정부
21 : 본체부
22A, 22B, 122A, 122B, 222A, 222B : 다리부
23A, 23B, 123A, 123B, 223A, 223B : 관통 구멍
30, 230 : 제 2 고정부
31, 231 : 본체부
32, 232 : 접합부
33 : 관통 구멍
233 : 접합면
40A, 40B, 40X, 140 : 탄성부
50 : 기부

Claims (5)

  1. 압전 소자 및 진동판을 가지는 액추에이터와,
    베이스에 고정 가능한 2개의 다리부를 가지는 제 1 고정부와,
    진동 대상에 고정 가능하고, 상기 2개의 다리부의 사이에 위치하고, 상기 진동판에 접속되는 제 2 고정부와,
    상기 2개의 다리부와 상기 제 2 고정부의 일방의 단부 및 타방의 단부를 각각 접속하는 2개의 탄성부를 구비하는, 유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유닛은, 상기 압전 소자의 신축 변위에 따라, 상기 진동 대상을 진동시키는, 유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유닛은, 상기 압전 소자의 신축 변위에 따라, 상기 진동 대상의 주면을 면내 방향으로 진동시키도록 구성되는, 유닛.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 유닛은, 상기 압전 소자의 신축 변위에 따라, 상기 진동 대상의 주면을 면외 방향으로 진동시키도록 구성되는, 유닛.
  5. 진동 대상과 유닛을 구비하고,
    상기 유닛은,
    압전 소자 및 진동판을 가지는 액추에이터와,
    베이스에 고정 가능한 2개의 다리부를 가지는 제 1 고정부와,
    상기 진동 대상에 고정 가능하고, 상기 2개의 다리부의 사이에 위치하고, 상기 진동판에 접속되는 제 2 고정부와,
    상기 2개의 다리부와 상기 제 2 고정부의 일방의 단부 및 타방의 단부를 각각 접속하는 2개의 탄성부를 가지는, 촉감 제시 장치.
KR1020180167150A 2018-05-28 2018-12-21 유닛 및 촉감 제시 장치 KR102216082B1 (ko)

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