WO2017168793A1 - 振動提示装置 - Google Patents

振動提示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017168793A1
WO2017168793A1 PCT/JP2016/079018 JP2016079018W WO2017168793A1 WO 2017168793 A1 WO2017168793 A1 WO 2017168793A1 JP 2016079018 W JP2016079018 W JP 2016079018W WO 2017168793 A1 WO2017168793 A1 WO 2017168793A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
elastic body
actuator
vibration
mass
presentation device
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/079018
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克彦 中野
貴範 村瀬
Original Assignee
住友理工株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友理工株式会社 filed Critical 住友理工株式会社
Priority to JP2018508356A priority Critical patent/JP6657376B2/ja
Publication of WO2017168793A1 publication Critical patent/WO2017168793A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00—Electrostatic transducers
    • H04R19/02—Loudspeakers

Definitions

  • the present invention relates to a vibration presentation device.
  • the devices that present (generate) vibration include a device that vibrates a member (vibrator) and a device that generates sound (speaker).
  • Examples of the device that vibrates a member include a device that applies tactile vibration to a human, and a device that applies vibration having an antiphase to the structure for damping the structure.
  • Examples of the device that generates sound include a device that generates sound waves felt by human hearing, and a sound masking device that cancels noise.
  • an electrostatic actuator using an elastomer is known as follows.
  • the device described in JP-T-2013-519153 (FIGS. 2A to 2C) is a device that presents tactile vibration, and includes a cartridge (electrostatic actuator) including an electrode pair and a dielectric between them. Two or more electroactive polymer actuators stacked and a mass fixed to the electroactive polymer actuators are provided.
  • the apparatus described in JP-T-2014-519791 (FIGS. 6 to 8) includes an electrostatic electroactive polymer actuator and a mass fixed to the actuator, and generates mechanical vibrations in an audible frequency band.
  • An object of the present invention is to provide a vibration presentation device that uses an electrostatic or piezoelectric actuator and has a configuration different from the conventional one.
  • a vibration presentation device includes a first electrode, a second electrode, and an electrostatic or piezoelectric actuator including a dielectric or a piezoelectric body disposed between the first electrode and the second electrode.
  • a first elastic body disposed on the first electrode side of the actuator, a second elastic body disposed on the second electrode side of the actuator, and the actuator via the second elastic body A stacked mass, a third elastic body disposed on the opposite side of the second elastic body in the mass, the actuator, the first elastic body, the second elastic body, the mass, and the third elastic body And a cover for holding the laminated body compressed in the laminating direction.
  • the elastic modulus in the stacking direction of the first elastic body, the second elastic body, and the third elastic body is set smaller than the elastic modulus in the stacking direction of the actuator. And said 1st elastic body, said 2nd elastic body, and said 3rd elastic body are hold
  • the laminated body is laminated in the order of the first elastic body, the actuator, the second elastic body, the mass, and the third elastic body.
  • This laminated body is compressed in the lamination direction by the cover.
  • the initial state in which the laminate is held by the cover is as follows.
  • the elastic modulus in the stacking direction of the first elastic body, the second elastic body, and the third elastic body is smaller than the elastic modulus in the stacking direction of the actuator. Therefore, in the initial state where the laminated body is compressed by the cover, the first elastic body, the second elastic body, and the third elastic body are compressed more than the actuator.
  • the actuator expands and contracts in the stacking direction.
  • the displacement of the actuator caused by the expansion / contraction operation of the actuator is transmitted to the mass via the second elastic body.
  • the mass is supported by the cover via the third elastic body. Therefore, the mass vibrates due to the displacement of the actuator. In particular, even if the vibration is small for the actuator alone, the mass can amplify the vibration generated by the actuator.
  • the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is changed by the expansion / contraction operation of the actuator, and the change of the elastic deformation force of the first elastic body and the second elastic body is transmitted to the mass. Accordingly, as the initial state, the first elastic body and the second elastic body are compressed, whereby a force can be efficiently applied to the mass.
  • the mass vibration When the mass vibrates as described above, the mass vibration is transmitted to the cover via the third elastic body. Therefore, even if the vibration generating force by the actuator alone is small, the cover can vibrate greatly due to mass vibration. That is, a large vibration can be generated outside.
  • the elastic modulus of the actuator is larger than the elastic modulus of the first elastic body and the second elastic body. Therefore, in the initial state, the compression amount of the actuator is smaller than the compression amounts of the first elastic body and the second elastic body. Therefore, even when the laminate is compressed by the cover, the influence of the compressive force on the expansion / contraction operation of the actuator is small. That is, the actuator can generate a desired vibration.
  • FIG. 1A It is sectional drawing of the vibration presentation apparatus of 1st embodiment. It is I (B) -I (B) sectional drawing in FIG. 1A. It is a detailed block diagram of the actuator which comprises the vibration presentation apparatus of FIG. 1A. It is sectional drawing of the vibration presentation apparatus which shows the one aspect
  • the vibration presentation device 1 can be applied to a device that vibrates a member (vibrator) and a device that generates sound (speaker).
  • the device that vibrates the member include a device that imparts tactile vibration to a human, a device that imparts antiphase vibration to a structure for damping the structure, and the like.
  • a device for generating sound there are a device for generating a sound wave felt by human hearing, a sound masking device for canceling a noise sound, and the like.
  • the vibration generated by the vibration generator is relatively low-frequency vibration, and the sound generated by the sound generator is relatively high-frequency vibration. Since the vibration presentation device 1 of the present embodiment uses spring mass vibration, it is suitable for a low-frequency vibration exciter and a low-frequency sound generator.
  • the vibration presentation device 1 of the present embodiment will be described by taking a device that applies tactile vibration to a human as an example.
  • the vibration presentation device 1 is a device that is provided in a mobile terminal and applies tactile vibration to a person carrying the mobile terminal.
  • the portable terminal include a wristwatch, a cellular phone (including a smartphone), a tablet terminal, and a portable vibration generator for nursing care.
  • the vibration presentation apparatus 1 of this embodiment is demonstrated taking a wristwatch as an example.
  • the vibration presentation device 1 is a component that constitutes a wristwatch. That is, the vibration presentation device 1 imparts tactile vibration to a person wearing a wristwatch.
  • the vibration presentation device 1 includes an actuator 10, a first elastic body 20, a second elastic body 30, a mass 40, a third elastic body 50, and a cover 60 as a watch casing. .
  • the first elastic body 20, the actuator 10, the second elastic body 30, the mass 40, and the third elastic body 50 are laminated in this order.
  • the first elastic body 20, the actuator 10, the second elastic body 30, the mass 40, and the third elastic body 50 form a laminated body.
  • the stacking direction means the stacking direction of the stacked body 10-50 inside the cover 60.
  • the components of the watch function of the wristwatch are present inside the cover 60.
  • the actuator 10 is an electrostatic actuator or a piezoelectric actuator.
  • the actuator 10 is formed in a planar shape (flat shape).
  • the outer shape of the actuator 10 is illustrated as a rectangle, but may be an arbitrary shape.
  • the actuator 10 is disposed inside the cover 60 so that the surface direction of the actuator 10 coincides with the direction orthogonal to the stacking direction.
  • the actuator 10 is made of a material having an elastic modulus E (10) and a loss coefficient tan ⁇ (10) .
  • the actuator 10 is an electrostatic type
  • the actuator 10 is made of an elastomer and has a structure that expands and contracts in the thickness direction.
  • the actuator 10 expands and contracts so as to change the thickness according to the applied voltage.
  • the actuator 10 is bent and deformed with expansion and contraction in the stacking direction by a support structure described later.
  • a piezoelectric type the actuator 10 bends and deforms according to the applied voltage.
  • the actuator 10 bends and deforms according to the applied voltage in both cases of the electrostatic type and the piezoelectric type.
  • the actuator 10 generates a force in the stacking direction by bending deformation according to the applied voltage. The operation of the actuator 10 will be described later.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are formed in a planar shape (flat shape).
  • the 1st elastic body 20 and the 2nd elastic body 30 are formed in the same shape with the same material.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 may be made of different materials or different shapes.
  • the outer peripheral edge shapes of the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are the same as the outer peripheral edge shape of the actuator 10.
  • the first elastic body 20 is disposed in contact with the entire surface of the first surface (the lower surface in FIGS. 1A and 1B) of the actuator 10 in the stacking direction (thickness direction).
  • the second elastic body 30 is arranged in contact with the entire second surface (upper surface in FIGS. 1A and 1B) of the actuator 10 in the stacking direction.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 may be in contact with part of the first surface and the second surface of the actuator 10.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are made of materials having small elastic moduli E (20) and E (30) and small loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) .
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are preferably made of a soft material having low damping characteristics.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 have elastic moduli E (20) and E (30) smaller than the elastic modulus E (10) in the stacking direction of the actuator 10.
  • the ratio of the elastic modulus E (20) of the first elastic body 20 to the elastic modulus E (10) in the stacking direction of the actuator 10 is 15% or less.
  • the ratio of the elastic modulus E (30) of the second elastic body 30 to the elastic modulus E (10) in the stacking direction of the actuator 10 is 15% or less. These ratios are preferably 10% or less.
  • first elastic body 20 and the second elastic body 30 have loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (10) of the actuator 10 under predetermined conditions.
  • the predetermined condition means a use environment where the temperature is ⁇ 10 to 50 ° C. and the vibration frequency is 300 Hz or less.
  • silicone rubber is suitable for the first elastic body 20 and the second elastic body 30.
  • silicone rubber has better damping characteristics than silicone rubber, urethane rubber is less suitable for the first elastic body 20 and the second elastic body 30 than silicone rubber.
  • urethane rubber may be used for the first elastic body 20 and the second elastic body 30 depending on the intended characteristics.
  • the mass 40 has a portion formed in a planar shape (flat shape).
  • the planar portion of the mass 40 is illustrated as being formed in a rectangular shape, but can be any shape.
  • the mass 40 is stacked on the actuator 10 via the second elastic body 30 in the surface normal direction in the planar portion of the mass 40. That is, the surface normal direction of the mass 40 and the surface normal direction of the actuator 10 coincide. 1A and 1B, the mass 40 is disposed in contact with the upper surface of the second elastic body 30 in FIGS. 1A and 1B. Further, the center of gravity of the actuator 10 and the center of gravity of the mass 40 are located on one axis in the surface normal direction of the actuator 10.
  • the mass 40 is a component that accommodates the control board 41 of the wristwatch. That is, the mass 40 includes a control board 41 and a casing 42 that houses the control board 41.
  • the control board 41 includes, in addition to a circuit for controlling the clock function, a drive circuit for driving the actuator 10 and a battery for supplying power to the drive circuit. That is, the mass 40 is not just a lump of material but also a component of a wristwatch.
  • the mass 40 may be a simple lump of material.
  • the mass 40 may include, for example, a portion extending from the planar portion to the periphery of the actuator 10, the first elastic body 20, and the second elastic body 30. In this case, the mass 40 is formed in a U shape or a box shape having an opening.
  • the third elastic body 50 is disposed on the opposite side of the mass 40 from the second elastic body 30 and biases the surface of the mass 40 toward the actuator 10 side.
  • the third elastic body 50 is, for example, a metal or resin spring.
  • Various springs such as a leaf spring, a coil spring, and a disc spring, and an elastomer can be applied to the third elastic body 50.
  • the third elastic body 50 is made of a material having an elastic modulus E (50) and a loss coefficient tan ⁇ (50) .
  • the elastic modulus E (50) of the third elastic body 50 is set to be smaller than the elastic modulus E (10) in the stacking direction of the actuator 10. Further, the elastic modulus of the third elastic member 50 E (50) is set to be equal to the modulus of elasticity E (20) and the second elastic body 30 of the first elastic body 20 E (30).
  • the elastic modulus E (50) of the third elastic body 50 is an elastic modulus such that the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are sufficiently compressed and deformed in an initial state (described later) accommodated in the cover 60. I just need it.
  • a leaf spring is suitable for the third elastic body 50 so as to satisfy the above condition of the elastic modulus E (50) .
  • the four leaf springs constituting the third elastic body 50 urge the upper surface of the mass 40 downward.
  • the third elastic body 50 has a loss coefficient tan ⁇ (50) equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (10) of the actuator 10 under a predetermined condition.
  • the predetermined condition means a use environment where the temperature is ⁇ 10 to 50 ° C. and the vibration frequency is 300 Hz or less.
  • the cover 60 also serves as a watch casing. Various materials such as metal and resin are applied to the cover 60.
  • the cover 60 is a state in which a laminated body in which the first elastic body 20, the actuator 10, the second elastic body 30, the mass 40, and the third elastic body 50 are laminated in this order is compressed in the laminating direction, and the laminated body is placed inside. Hold. In this state, the first elastic body 20, the second elastic body 30, and the third elastic body 50 are compressed more than the actuator 10 from the relationship of the elastic modulus E of each member.
  • the actuator 10 includes a first electrode 11, a second electrode 12, a dielectric layer 13, a first insulating layer 14, and a second insulating layer 15, all of which are formed in a planar shape (flat shape). Is done.
  • the actuator 10 is configured by laminating a first insulating layer 14, a first electrode 11, a dielectric layer 13, a second electrode 12, and a second insulating layer 15 in this order.
  • the layer 11-15 of the actuator 10 is stacked in the stacking direction of the stacked body 10-50.
  • the actuator 10 is composed of each layer 11-15 in either case of electrostatic type or piezoelectric type although the material is different.
  • the elastic modulus in the thickness direction of the actuator 10 as a whole (equal to the laminating direction of the layers 11-15 described above) is E (10) .
  • the loss coefficient tan ⁇ of the actuator 10 as a whole is tan ⁇ (10) .
  • the first electrode 11 and the second electrode 12 are arranged to face each other with a distance in the thickness direction of the actuator 10.
  • One terminal for supplying a periodic voltage is connected to the first electrode 11 by a drive circuit of the actuator 10 included in the control board 41.
  • the other terminal that supplies a periodic voltage is connected to the second electrode 12.
  • a dielectric layer 13 is sandwiched between the first electrode 11 and the second electrode 12.
  • a dielectric is applied to the dielectric layer 13 when the actuator 10 is an electrostatic type.
  • the actuator 10 is a piezoelectric type
  • a piezoelectric body is applied to the dielectric layer 13.
  • the expression of a dielectric layer is used as a general term for a dielectric and a piezoelectric body.
  • the first insulating layer 14 is disposed in contact with the surface of the first electrode 11 opposite to the dielectric layer 13 and covers the first electrode 11.
  • the second insulating layer 15 is disposed in contact with the surface of the second electrode 12 opposite to the dielectric layer 13 and covers the second electrode 12.
  • the first elastic body 20 is in contact with the surface of the actuator 10 on the first electrode 11 side, that is, the first insulating layer 14.
  • the second elastic body 30 comes into contact with the surface of the actuator 10 on the second electrode 12 side, that is, the second insulating layer 15.
  • each layer 11-15 is formed as follows.
  • the 1st electrode 11 and the 2nd electrode 12 are formed in the same shape, and are shape
  • the elastomer constituting the first electrode 11 and the second electrode 12 include silicone rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylic rubber, and epichloro.
  • blended with the 1st electrode 11 and the 2nd electrode 12 should just be the particle
  • the dielectric layer 13, the first insulating layer 14, and the second insulating layer 15 are all formed of an elastomer. And the dielectric layer 13, the 1st insulating layer 14, and the 2nd insulating layer 15 have the property which has flexibility and can be expanded-contracted.
  • a material that functions as a dielectric layer for the electrostatic actuator 10 is applied to the dielectric layer 13.
  • the dielectric layer 13 is formed to have the largest thickness among the members constituting the actuator 10 and enables expansion and contraction in the thickness direction and expansion and contraction in the flat plane direction.
  • the first insulating layer 14 and the second insulating layer 15 are made of an insulating material.
  • Examples of the elastomer constituting the dielectric layer 13, the first insulating layer 14, and the second insulating layer 15 include silicone rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, chlorosulfonated polyethylene, and chlorinated polyethylene. Urethane rubber can be applied.
  • a periodic voltage is applied to the first electrode 11 and the second electrode 12.
  • the periodic voltage may be an AC voltage (periodic voltage including positive and negative) or a periodic voltage offset to a positive value.
  • the dielectric layer 13 is compressed and deformed. That is, as shown in FIG. 2, the thickness of the actuator 10 is reduced, and the size (width and depth) of the actuator 10 in the surface direction is increased. On the contrary, when the electric charge accumulated in the first electrode 11 and the second electrode 12 decreases, the dielectric layer 13 returns to the original thickness. That is, as shown in FIG. 2, the thickness of the actuator 10 increases and the size of the actuator 10 in the surface direction decreases. Thus, the actuator 10 expands and contracts in the thickness direction and expands and contracts in the surface direction.
  • the vibration presentation device 1 When the actuator 10 performs the expansion / contraction operation, the vibration presentation device 1 operates as follows. As shown in FIG. 1A and FIG. 1B, the vibration presentation device 1 sets the initial state when the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are compressed. Therefore, when the thickness of the actuator 10 is reduced due to the increase in electric charge, the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are deformed so that the compression amount becomes smaller than the initial state. On the other hand, when the thickness of the actuator 10 increases due to the decrease in charge, the first elastic body 20 and the second elastic body 30 operate so as to return to the initial state. That is, the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are deformed so that the amount of compression becomes larger than in the case of an increase in charge.
  • the displacement of the surface of the actuator 10 on the second insulating layer 15 side is transmitted to the mass 40 via the second elastic body 30.
  • the elastic deformation force of the second elastic body 30 is changed by the expansion / contraction operation of the actuator 10.
  • a change in elastic deformation force of the second elastic body 30 is transmitted to the mass 40. Therefore, as the initial state, the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are compressed, so that vibration is efficiently applied to the mass 40. That is, even if the actuator 10 has a small vibration, the mass 40 generates a large vibration in the surface normal direction of the mass 40.
  • the loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) of the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are very large, even if the actuator 10 performs an expansion / contraction operation, the first elastic body The vibration is absorbed by the 20 and the second elastic body 30. In this case, even if the actuator 10 performs an expansion / contraction operation, the vibration of the actuator 10 is not easily transmitted to the mass 40.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 use materials having small loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) . Therefore, vibration due to the expansion / contraction operation of the actuator 10 is transmitted to the mass 40 with almost no absorption by the first elastic body 20 and the second elastic body 30.
  • the vibration of the mass 40 is transmitted to the cover 60 via the third elastic body 50.
  • the third elastic body 50 is compressed by the cover 60 in the initial state. Therefore, even if the vibration of the mass 40 is near the initial state, the vibration of the mass 40 is reliably transmitted to the cover 60.
  • the third elastic body 50 is made of a material having a small loss coefficient tan ⁇ (50) . Therefore, the vibration of the mass 40 is transmitted to the cover 60 with almost no absorption by the third elastic body 50.
  • the loss coefficient tan ⁇ (50) of the third elastic body 50 is equal to or less than the loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) of the first elastic body 20 and the second elastic body 30. Also from this, the vibration of the mass 40 is reliably transmitted to the cover 60 via the third elastic body 50.
  • Second embodiment> The vibration presentation apparatus 2 of 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIG.
  • the vibration presentation device 2 is different from the vibration presentation device 1 of the first embodiment in that a pusher 270 is provided.
  • a pusher 270 is provided.
  • symbol is attached
  • subjected and description is abbreviate
  • the pusher 270 is disposed between the facing surfaces of the cover 60 and the first elastic body 20. In the second embodiment, the pusher 270 is fixed to the cover 60 and is in contact with the first elastic body 20.
  • the pusher 270 may be a hard material such as metal or resin, and may be formed of various materials.
  • the contact area of the pusher 270 with the first elastic body 20 is smaller than the area where the actuator 10 and the cover 60 face each other.
  • the actuator 10 side of the pusher 270 is formed in a spherical convex shape. Accordingly, the contact area between the pusher 270 and the first elastic body 20 is extremely small compared to the facing area between the actuator 10 and the cover 60. Further, the pusher 270 is disposed at a position facing the center of the actuator 10.
  • the second elastic body 30 is bonded to the mass 40. Therefore, the actuator 10 is supported by the mass 40 through the second elastic body 30. Therefore, as described in the first embodiment, the actuator 10 reliably repeats the state of being convex toward the mass 40 and the state of being concave. That is, the amplitude is greatest at the center of the actuator 10.
  • the vibration of the actuator 10 is effectively transmitted to the mass 40. As a result, the cover 60 vibrates effectively.
  • the vibration presentation apparatus 3 of 3rd embodiment is demonstrated with reference to FIG.
  • the vibration presentation device 3 is different from the vibration presentation device 2 of the second embodiment in that the position of the pusher 370 is different and the cover 360 includes a control board 361.
  • symbol is attached
  • the pusher 370 is disposed between the opposing surfaces of the mass 40 and the second elastic body 30. In the third embodiment, the pusher 370 is fixed to the mass 40 and is in contact with the second elastic body 30.
  • the pusher 370 may be a hard material such as metal or resin, and may be formed of various materials.
  • the contact area of the pusher 370 with the second elastic body 30 is smaller than the area where the actuator 10 and the mass 40 face each other.
  • the actuator 10 side of the pusher 370 is formed in a spherical convex shape. Therefore, the contact area between the pusher 370 and the second elastic body 30 is extremely small compared to the facing area between the actuator 10 and the mass 40. Further, the pusher 370 is disposed at a position facing the center of the actuator 10.
  • the first elastic body 20 is bonded to the cover 360. Accordingly, the actuator 10 is supported in a state of being regulated by the cover 360 via the first elastic body 20. Therefore, as described in the first embodiment, the actuator 10 reliably repeats the state of being convex toward the mass 40 and the state of being concave. Also in this case, similarly to the second embodiment, the vibration of the actuator 10 is effectively transmitted to the mass 40, and as a result, the cover 360 is vibrated effectively.
  • the cover 360 incorporates a control board 361. That is, the control board 361 and the actuator 10 need to be electrically connected.
  • the contact area between the pusher 370 and the second elastic body 30 is very small. Therefore, it is not easy to install wiring for connecting the actuator 10 and the control board 361 at the pusher 370. Therefore, the control board 361 is arranged on the cover 360 so that the pusher 370 is not interposed between the actuator 10 and the control board 361. Thereby, electrical connection between the control board 361 and the actuator 10 is facilitated.
  • the mass 40 does not include the control board 41 (shown in FIG. 1A), it may be a simple lump of material.
  • the control board 361 is provided on the cover 360.
  • the control board 41 may be disposed on the mass 40 as in the first embodiment. .
  • the vibration presentation device 4 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
  • the vibration presentation device 4 differs in the direction of the mass 440 and the shape of the cover 460 from the vibration presentation device 1 of the first embodiment.
  • the mass 440 has a portion formed in a planar shape, and is stacked on the actuator 10 in the surface direction of the planar portion of the mass 440.
  • the actuator 10, the first elastic body 20, and the second elastic body 30 are formed in a shape corresponding to the thickness direction of the mass 440.
  • the third elastic body 50 biases the surface of the mass 440 in the thickness direction. Therefore, in the fourth embodiment, the two leaf springs constituting the third elastic body 50 urge the upper surface of the mass 40 downward.
  • the cover 460 is formed in a flat shape corresponding to the surface direction in the planar portion of the mass 440. In this case, the mass 440 vibrates in the surface direction (vertical direction in FIG. 6A) by driving the actuator 10.
  • a vibration presentation device 5 according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the vibration presentation device 5 is different from the vibration presentation device 1 of the first embodiment in that it further includes a fourth elastic body 580. Furthermore, the vibration presentation device 5 is fixed to the attachment members 6 and 7. Therefore, in the present embodiment, the attachment members 6 and 7 instead of the cover 60 constitute, for example, a part of a watch casing as an example of a mobile terminal.
  • the same components as those of the vibration presentation device 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the fourth elastic body 580 covers the outer surface of the cover 60. That is, the fourth elastic body 580 includes laminated surface portions 580a and 580b, and non-laminated surface portions 580c and 580d arranged on the outer side of the surface facing the direction intersecting the lamination direction.
  • the fourth elastic body 580 is made of a material having a small elastic modulus E (580) and a small loss coefficient tan ⁇ (580) .
  • the fourth elastic body 580 is preferably made of a soft material with low damping characteristics.
  • the elastic modulus E (580) in the stacking direction of the stacked surface portions 580 a and 580 b of the fourth elastic body 580 is set to be smaller than the elastic modulus E (10) in the stacking direction of the actuator 10.
  • the ratio of the elastic modulus E (580) of one laminated surface portion 580a of the fourth elastic body 580 to the elastic modulus E (10) of the actuator 10 in the laminating direction is 15% or less.
  • the ratio of the elastic modulus E (580) of the other laminated surface portion 580b of the fourth elastic body 580 to the elastic modulus E (10) of the actuator 10 in the laminating direction is 15% or less. These ratios are preferably 10% or less.
  • the loss coefficient tan ⁇ (580) of the fourth elastic body 580 is equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (10) of the actuator 10 under a predetermined condition.
  • the predetermined condition means a use environment where the temperature is ⁇ 10 to 50 ° C. and the vibration frequency is 300 Hz or less.
  • silicone rubber is suitable for the fourth elastic body 580.
  • silicone rubber since urethane rubber has better damping characteristics than silicone rubber, urethane rubber is less suitable for the fourth elastic body 580 than silicone rubber.
  • urethane rubber may be used for the fourth elastic body 580 depending on the intended characteristics.
  • the fourth elastic body 580 is formed of the same material as the first elastic body 20 and the second elastic body 30.
  • the vibration presentation device 5 is held in a state of being sandwiched between the first attachment member 6 and the second attachment member 7.
  • the first attachment member 6 and the second attachment member 7 are formed of, for example, resin or metal.
  • the first attachment member 6 has a planar attachment surface.
  • the mounting surface of the first mounting member 6 is provided in a state in which the laminated surface portion 580b of the fourth elastic body 580 is in contact.
  • the second mounting member 7 functions as a member that holds the vibration presentation device 5 against the first mounting member 6.
  • the second attachment member 7 is formed in a key shape.
  • the second mounting member 7 includes a fixed portion 7a that is grounded to the first mounting member 6, a standing portion 7b that is erected from the fixing portion 7a, a clamping portion 7c that is bent from the erected portion 7b, and a clamping portion A hook end 7d formed by bending from 7c is provided.
  • the fixing part 7 a is fixed to the first mounting member 6 by a bolt 8.
  • the standing portion 7b is provided in a state where the non-laminated surface portion 580c of the fourth elastic body 580 of the vibration presentation device 5 is in contact.
  • the sandwiching portion 7 c faces the mounting surface of the first mounting member 6.
  • the sandwiching portion 7 c is in a state where the laminated surface portion 580 a of the fourth elastic body 580 of the vibration presentation device 5 is in contact. That is, the vibration presentation device 5 is held in a state of being sandwiched in the stacking direction of the stacked body 10-50 by the first mounting member 6 and the sandwiching portion 7c.
  • the length of the standing portion 7 b is slightly shorter than the width in the stacking direction of the vibration presentation device 5. Therefore, the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580 are held in a compressed state in the lamination direction of the laminated surface portions 580a and 580b between the attachment members 6 and 7 and the cover 60.
  • the hook end portion 7d faces the standing portion 7b.
  • the hook end portion 7d is provided in a state in which a part of the non-laminated surface portion 580d of the fourth elastic body 580 is in contact.
  • the length of the sandwiching portion 7 c is slightly shorter than the width in the direction orthogonal to the stacking direction in the vibration presentation device 5. Therefore, the non-laminated surface portions 580c and 580d of the fourth elastic body 580 are held in a compressed state between the standing portion 7b and the cover 60 and between the hook end portion 7d and the cover 60.
  • the vibration presentation device 5 is held between the mounting members 6 and 7 in a state where the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580 are compressed. That is, the vibration of the cover 60 is transmitted to the attachment members 6 and 7 through the fourth elastic body 580. Due to the presence of the fourth elastic body 580, the resonance frequency of the vibration of the vibration presentation device 5 becomes lower than that in the case where the fourth elastic body 580 does not exist. Therefore, even if the amplitude of the attachment members 6 and 7 is small, the low frequency makes it easy for humans to feel tactile vibration.
  • the laminated surface portions 580a and 580b and the non-laminated surface portions 580c and 580d of the fourth elastic body 580 are held by the attachment members 6 and 7 in a compressed state. Therefore, when the vibration presentation device 5 is attached to the attachment members 6 and 7, the holding state of the vibration presentation device 5 is stabilized.
  • a part of the vibration presentation device 5 of the fifth embodiment uses the vibration presentation device 1 of the first embodiment, but the vibration presentation device 2-4 of the second embodiment-fourth embodiment may be used. it can.
  • the attachment members 6 and 7 are not limited to the above-described configuration, and various configurations can be applied.
  • 1st embodiment-vibration presentation apparatus 1-5 of 5th embodiment is the 1st electrode 11, the 2nd electrode 12, and the dielectric material or piezoelectric material arrange
  • the first elastic body 20, the actuator 10, the second elastic body 30, the masses 40 and 440, and the third elastic body 50 are laminated in this order.
  • This laminated body is compressed in the laminating direction by the covers 60, 360, and 460.
  • the initial state in which the laminate is held by the covers 60, 360, and 460 is as follows.
  • the elastic modulus E (20) , E (30) , E (50) in the stacking direction of the first elastic body 20, the second elastic body 30, and the third elastic body 50 is the elastic modulus E ( 10 ) in the stacking direction of the actuator 10. ) Is set smaller. Therefore, in the initial state where the laminated body is compressed by the covers 60, 360, and 460, the first elastic body 20, the second elastic body 30, and the third elastic body 50 are compressed more than the actuator 10.
  • the actuator 10 expands and contracts in the stacking direction.
  • the displacement of the actuator 10 caused by the expansion / contraction operation of the actuator 10 is transmitted to the masses 40 and 440 through the second elastic body 30.
  • the masses 40 and 440 are supported by the covers 60, 360, and 460 by the third elastic body 50. Therefore, the masses 40 and 440 vibrate due to the displacement of the actuator 10. In particular, even if the actuator 10 is a small vibration, the generated vibration can be amplified by the masses 40 and 440.
  • the elastic deformation force of the first elastic body 20 and the second elastic body 30 is changed by the expansion and contraction operation of the actuator 10, and the change of the elastic deformation force of the first elastic body 20 and the second elastic body 30 is the mass 40,440. Is transmitted to. Therefore, as the initial state, the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are compressed, so that force can be efficiently applied to the masses 40 and 440.
  • the masses 40 and 440 vibrate as described above, the masses 40 and 440 are transmitted to the covers 60, 360, and 460 via the third elastic body 50. Therefore, even if the vibration generating force by the actuator 10 alone is small, the covers 60, 360, 460 can vibrate greatly by the vibration of the masses 40, 440. That is, a large vibration can be generated outside.
  • the elastic modulus E (10) of the actuator 10 is larger than the elastic moduli E (20) and E (30) of the first elastic body 20 and the second elastic body 30. Therefore, in the initial state, the compression amount of the actuator 10 is smaller than the compression amounts of the first elastic body 20 and the second elastic body 30. Therefore, even when the laminated body is compressed by the covers 60, 360, and 460, the influence of the compressive force on the expansion / contraction operation of the actuator 10 is small. That is, the actuator 10 can generate a desired vibration.
  • the mass 40 has a portion formed in a planar shape, and the planar portion of the mass 40. Is laminated on the actuator 10 in the surface normal direction. The mass 40 vibrates in the surface normal direction of the planar portion of the mass 40 by driving the actuator 10. That is, the vibration presentation devices 1-3 and 5 are configured by a laminate of planar members. Further, by reducing the thickness of the individual component parts, the vibration presentation devices 1-3 and 5 can be formed in a flat shape as a whole. That is, the covers 60 and 360 can be formed in a flat shape. Therefore, the vibration presentation devices 1-3 and 5 can increase the degree of freedom of mounting on various devices.
  • the mass 440 has a portion formed in a planar shape, and is stacked on the actuator 10 in the surface direction of the planar portion of the mass 440.
  • the mass 440 vibrates in the surface direction of the planar portion of the mass 440 by driving the actuator 10. That is, the vibration presentation device 4 arranges the actuator 10, the first elastic body 20, the second elastic body 30, and the third elastic body 50 within the thickness range of the planar portion of the mass 440, thereby presenting the vibration.
  • the device 4 can be formed in a flat shape as a whole. That is, the cover 460 can be formed in a flat shape. Therefore, the vibration presentation device 4 can increase the degree of freedom of mounting on various devices.
  • the loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) of the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are It is equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (10) of the actuator 10. Therefore, vibration due to the deformation operation of the actuator 10 is reliably transmitted to the mass 40 without being almost absorbed by the first elastic body 20 and the second elastic body 30. As a result, the covers 60, 360, and 460 can be reliably vibrated.
  • the first embodiment - the waved device 1-5 of the fifth embodiment, the elastic modulus of the third elastic member 50 E (50), the first elastic body 20 and the elastic modulus of the second elastic body 30 E ( 10) and E are set to be equivalent to (20) .
  • the 1st elastic body 20, the 2nd elastic body 30, and the 3rd elastic body 50 can be made into the state compressed and deformed reliably.
  • the loss coefficient tan ⁇ (50) of the third elastic body 50 is the first elastic body 20 and the second elastic body 30 under a predetermined condition. Loss coefficients tan ⁇ (20) and tan ⁇ (30) or less. Thereby, the vibration of the mass 40 is reliably transmitted to the cover 60 via the third elastic body 50.
  • the vibration presentation device 2 of the second embodiment includes a pusher 270 that is disposed between the opposing surfaces of the first elastic body 20 and the cover 60 and has an area smaller than the opposing area of the actuator 10 and the cover 60.
  • the vibration presentation device 3 according to the third embodiment includes a pusher 370 that is disposed between the opposing surfaces of the mass 40 and the second elastic body 30 and has an area smaller than the opposing area of the actuator 10 and the mass 40.
  • Pushers 270 and 370 are arranged at positions facing the center of the actuator 10.
  • the center of the actuator 10 has the largest amplitude.
  • the pushers 270 and 370 have a spherical convex surface on the actuator 10 side. Thereby, the area which contacts pusher 270,370 and the actuator 10 side becomes very small. Therefore, the vibration of the actuator 10 can be reliably transmitted to the mass 40.
  • the first elastic body 20 and the second elastic body 30 are formed of an elastomer, and the third elastic body 50 is formed of a metal spring. ing. Thereby, the first elastic body 20, the second elastic body 30, and the third elastic body 50 can reliably and easily select materials having desired elastic modulus and loss coefficient tan ⁇ .
  • the vibration presentation device 5 of the fifth embodiment includes a fourth elastic body 580 that is stacked on the outer side of at least two surfaces of the cover 60 that face each other in the stacking direction of the stacked body 10-50. Furthermore, the vibration presentation device 5 is held in a state of being sandwiched between the attachment members 6 and 7 in the stacking direction of the stacked body 10-50.
  • the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580 are held in a state compressed between the attachment members 6 and 7 and the cover 60 in the laminating direction of the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580. The That is, the vibration of the cover 60 is transmitted to the attachment members 6 and 7 through the fourth elastic body 580.
  • the resonance frequency of the vibration of the vibration presenting device 5 becomes lower than that in the case where the fourth elastic body 580 does not exist. Therefore, even if the amplitudes of the mounting members 6 and 7 are small, tactile vibration that can be recognized by humans is generated due to the low frequency. Furthermore, the vibration presentation device 5 is held in a stable state by being attached to the attachment members 6 and 7 via the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580.
  • the elastic modulus E (580) of the fourth elastic body 580 in the stacking direction is set smaller than the elastic modulus E (10) of the actuator 10 in the stacking direction.
  • the elastic modulus E (580) of the fourth elastic body 580 in the stacking direction is set to be smaller than the elastic modulus of the cover 60. Therefore, the laminated surface portions 580a and 580b of the fourth elastic body 580 are surely compressed.
  • the loss coefficient tan ⁇ (580) of the fourth elastic body 580 is equal to or less than the loss coefficient tan ⁇ (10) of the actuator 10 under a predetermined condition. Therefore, the vibration of the cover 60 accompanying the deformation operation of the actuator 10 is reliably transmitted to the mounting members 6 and 7 with almost no absorption by the fourth elastic body 580. As a result, the attachment members 6 and 7 can be vibrated reliably.
  • the non-laminated surface portions 580c and 580d of the fourth elastic body 580 are disposed outside the surface of the cover 60 that faces in the direction intersecting with the laminating direction of the laminated body 10-50. Thereby, the vibration presentation device 5 is more stably held by the attachment members 6 and 7.
  • the vibration presentation device 5 may be configured not to include the non-stacked surface portions 580c and 580d of the fourth elastic body 580. Also in this case, the vibration presentation device 5 can achieve the effect of the laminated surface portions 580a and 580b.
  • the covers 60 and 460 are mobile terminal casings, and the cells 40 and 440 are mobile terminals.
  • the attachment members 6 and 7 are the casings of the mobile terminal, and the mass 40 is a component of the mobile terminal.
  • the components of the portable terminal can be used as the masses 40 and 440, and there is no need to install a dedicated mass.
  • Vibration presenting device 6, 7: Mounting member, 10: Actuator, 11: First electrode, 12: Second electrode, 13: Dielectric layer (dielectric, piezoelectric), 14 : First insulating layer, 15: second insulating layer, 20: first elastic body, 30: second elastic body, 40, 440: mass, 41, 361: control board, 50: third elastic body, 60, 360 , 460: cover, 270, 370: pusher, 580: fourth elastic body, E: elastic modulus, tan ⁇ : loss factor

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Abstract

静電型又は圧電型のアクチュエータを用い、従来とは異なる構成からなる振動提示装置を提供する。第一弾性体（２０）、アクチュエータ（１０）、第二弾性体（３０）、マス（４０）、第三弾性体（５０）により形成される積層体が、積層された状態で、カバー（６０，３６０，４６０）により、圧縮した状態で保持される。第一弾性体（２０）、第二弾性体（３０）及び第三弾性体（５０）の積層方向の弾性率（Ｅ（２０），Ｅ（３０），Ｅ（５０））は、アクチュエータ（１０）の積層方向の弾性率（Ｅ（１０））より小さく設定されている。第一弾性体（２０）、第二弾性体（３０）及び第三弾性体（５０）が、アクチュエータ（１０）より大きく圧縮された状態で保持されている。

Description

振動提示装置
　本発明は、振動提示装置に関するものである。
　振動を提示（発生）する装置には、部材を振動させる装置（加振器）、音を発生する装置（スピーカ）などがある。部材を振動させる装置は、人間に触覚振動を付与する装置、構造物の制振のために構造物に逆位相の振動を付与する装置などである。音を発生する装置は、人間の聴覚にて感じる音波を発生する装置、ノイズ音をキャンセルするサウンドマスキング装置などである。
　例えば、振動を提示するアクチュエータとして、以下のように、エラストマーを用いた静電型アクチュエータが知られている。特表２０１３－５１９１５３号公報（図２Ａ－図２Ｃ）に記載の装置は、触覚振動を提示する装置であって、電極対とその間の誘電体とにより構成されるカートリッジ（静電型アクチュエータ）を２個以上積層された電気活性高分子アクチュエータと、電気活性高分子アクチュエータに固定されるマスとを備える。特表２０１４－５１９７９１号公報（図６－図８）に記載の装置は、静電型の電気活性ポリマアクチュエータと、当該アクチュエータに固定されるマスとを備え、可聴周波数帯域の機械的振動を発生させる。
　本発明は、静電型又は圧電型のアクチュエータを用い、従来とは異なる構成からなる振動提示装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る振動提示装置は、第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極の間に配置される誘電体又は圧電体を備える静電型又は圧電型のアクチュエータと、前記アクチュエータの前記第一電極側に配置される第一弾性体と、前記アクチュエータの前記第二電極側に配置される第二弾性体と、前記アクチュエータに対して前記第二弾性体を介して積層されるマスと、前記マスにおける前記第二弾性体の反対側に配置される第三弾性体と、前記アクチュエータ、前記第一弾性体、前記第二弾性体、前記マス及び前記第三弾性体により形成される積層体を積層方向に圧縮した状態で保持するカバーとを備える。
　前記第一弾性体、前記第二弾性体及び前記第三弾性体の積層方向の弾性率は、前記アクチュエータの積層方向の弾性率より小さく設定される。そして、前記第一弾性体、前記第二弾性体及び前記第三弾性体は、前記アクチュエータより大きく圧縮された状態で保持される。
　つまり、積層体は、第一弾性体、アクチュエータ、第二弾性体、マス、第三弾性体の順で、積層されている。この積層体が、カバーによって、積層方向に圧縮されている。カバーによって積層体が保持された初期状態は、以下のようになる。
　第一弾性体、第二弾性体及び第三弾性体の積層方向の弾性率は、アクチュエータの積層方向の弾性率より小さい。従って、積層体がカバーにより圧縮された初期状態において、第一弾性体、第二弾性体及び第三弾性体がアクチュエータより大きく圧縮された状態となる。
　そして、アクチュエータの第一電極及び第二電極に電圧を印加すると、アクチュエータは、積層方向に伸縮する。アクチュエータの伸縮動作によって生じるアクチュエータの変位が、第二弾性体を介して、マスに伝達される。ただし、マスは、第三弾性体を介してカバーに支持されている。そのため、マスは、アクチュエータの変位に起因して、振動する。特に、アクチュエータ単体としては小さな振動であったとしても、マスは、アクチュエータが発生する振動を増幅することができる。
　加えて、アクチュエータの伸縮動作によって第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力が変化し、第一弾性体及び第二弾性体の弾性変形力の変化がマスに伝達される。従って、初期状態として、第一弾性体及び第二弾性体が圧縮されていることにより、マスに効率的に力を付与することができる。
　上記のようにマスが振動することによって、マスの振動が、第三弾性体を介してカバーに伝達される。従って、アクチュエータ単体による振動発生力が小さいとしても、カバーは、マスの振動によって大きく振動することができる。つまり、大きな振動を外部に発生することができる。
　さらに、アクチュエータの弾性率は、第一弾性体及び第二弾性体の弾性率より大きい。そのため、初期状態において、第一弾性体及び第二弾性体の圧縮量に比べて、アクチュエータの圧縮量は小さい。従って、カバーにより積層体を圧縮した状態であっても、圧縮力がアクチュエータの伸縮動作に与える影響は小さい。つまり、アクチュエータは、所望の振動を発生することができる。
第一実施形態の振動提示装置の断面図である。 図１ＡにおけるI(B)-I(B)断面図である。 図１Ａの振動提示装置を構成するアクチュエータの詳細構成図である。 アクチュエータが変化した状態の一態様を示す振動提示装置の断面図である。 アクチュエータが変化した状態の他の態様を示す振動提示装置の断面図である。 第二実施形態の振動提示装置の断面図である。 第三実施形態の振動提示装置の断面図である。 第四実施形態の振動提示装置の断面図である。 図６ＡにおけるVI(B)-VI(B)断面図である。 第五実施形態の振動提示装置の断面図である。
　＜１．第一実施形態＞
　（１－１．振動提示装置１の用途）
　振動提示装置１は、部材を振動させる装置（加振器）、音を発生する装置（スピーカ）に適用できる。部材を振動させる装置としては、例えば、人間に触覚振動を付与する装置、構造物の制振のために構造物に逆位相の振動を付与する装置などである。音を発生する装置としては、人間の聴覚にて感じる音波を発生する装置、ノイズ音をキャンセルするサウンドマスキング装置などである。
　加振装置が発生する振動は、相対的に低周波振動であり、音発生装置が発生する音は、相対的に高周波振動である。本実施形態の振動提示装置１は、バネマス系の振動を利用するため、低周波振動の加振器、及び、低周波音の発生器に適している。
　ただし、本実施形態の振動提示装置１は、人間に触覚振動を付与する装置を例に挙げて説明する。特に、振動提示装置１は、携帯端末に設けられ、当該携帯端末を携帯している人間に対して触覚振動を付与する装置である。携帯端末としては、例えば、腕時計、携帯電話（スマートフォンを含む）、タブレット端末、介護用の携帯振動発生器などである。なお、本実施形態の振動提示装置１は、腕時計を例に挙げて説明する。
　（１－２．振動提示装置１の構成）
　振動提示装置１の構成について図１Ａ及び図１Ｂを参照して説明する。振動提示装置１は、腕時計の構成する部品である。つまり、振動提示装置１は、腕時計を装着している人間に対して、触覚振動を付与する。
　振動提示装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、アクチュエータ１０、第一弾性体２０、第二弾性体３０、マス４０、第三弾性体５０、腕時計の筐体としてのカバー６０を備える。そして、カバー６０の内部において、第一弾性体２０、アクチュエータ１０、第二弾性体３０、マス４０、第三弾性体５０の順に積層されている。第一弾性体２０、アクチュエータ１０、第二弾性体３０、マス４０及び第三弾性体５０が、積層体を形成する。以下において、積層方向とは、カバー６０の内部における積層体１０－５０の積層方向を意味する。なお、図示しないが、腕時計の時計機能の構成部品が、カバー６０の内部に存在する。
　アクチュエータ１０は、静電型のアクチュエータ、又は、圧電型のアクチュエータである。アクチュエータ１０は、面状（扁平形状）に形成される。アクチュエータ１０の外形は、長方形として図示するが、任意の形状とすることができる。アクチュエータ１０の面方向が積層方向に直交する方向に一致するように、アクチュエータ１０は、カバー６０の内部に配置される。
　ここで、アクチュエータ１０は、弾性率Ｅ（１０）を有すると共に、損失係数ｔａｎδ（１０）を有する材料が用いられる。例えば、アクチュエータ１０が静電型の場合には、アクチュエータ１０はエラストマーにより形成されており、厚み方向に伸縮する構造を有する。アクチュエータ１０は、静電型の場合には、印加電圧に応じて厚みを変化させるように、伸縮変形する。そして、アクチュエータ１０は、静電型の場合には、後述する支持構造によって、積層方向の伸縮に伴い曲げ変形する。また、アクチュエータ１０は、圧電型の場合には、印加電圧に応じて、曲げ変形する。
　つまり、アクチュエータ１０は、静電型及び圧電型の何れの場合にも、印加電圧に応じて曲げ変形する。そして、アクチュエータ１０は、印加電圧に応じた曲げ変形によって、アクチュエータ１０は積層方向に力を発生する。なお、アクチュエータ１０の動作については後述する。
　第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、面状（扁平形状）に形成される。第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、同一材料により同一形状に形成される。ただし、第一弾性体２０と第二弾性体３０とは、異なる材料としてもよく、異なる形状としてもよい。また、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の外周縁形状は、アクチュエータ１０の外周縁形状と同一である。第一弾性体２０は、アクチュエータ１０の積層方向（厚み方向）の第一面（図１Ａ及び図１Ｂの下面）の全面に接触して配置される。第二弾性体３０は、アクチュエータ１０の積層方向の第二面（図１Ａ及び図１Ｂの上面）の全面に接触して配置される。なお、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、アクチュエータ１０の第一面及び第二面の一部に接触するようにしてもよい。
　第一弾性体２０及び第二弾性体３０には、小さな弾性率Ｅ（２０），Ｅ（３０）を有すると共に、小さな損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）を有する材料が用いられる。言い換えると、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、柔らかく、且つ、減衰特性が低い材料が好適である。
　特に、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）より小さな弾性率Ｅ（２０），Ｅ（３０）を有する。アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）に対する第一弾性体２０の弾性率Ｅ（２０）の比は、１５％以下である。また、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）に対する第二弾性体３０の弾性率Ｅ（３０）の比は、１５％以下である。これらの比は、好ましくは、１０％以下である。
　さらに、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、所定条件下において、アクチュエータ１０の損失係数ｔａｎδ（１０）と同等以下の損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）を有する。所定条件下とは、温度を－１０～５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下を意味する。
　上記を満たす材料として、第一弾性体２０及び第二弾性体３０には、例えば、シリコーンゴムが好適である。例えば、ウレタンゴムは、シリコーンゴムに比べて減衰特性が良いため、第一弾性体２０及び第二弾性体３０には、ウレタンゴムはシリコーンゴムに比べてあまり適しない。ただし、目的の特性によっては、第一弾性体２０及び第二弾性体３０に、ウレタンゴムを使用することも可能である。
　マス４０は、面状（扁平形状）に形成される部分を有する。マス４０の面状の部分は、矩形状に形成される場合を図示するが、任意の形状とすることができる。マス４０は、マス４０の面状の部分における面法線方向に、アクチュエータ１０に対して第二弾性体３０を介して積層される。つまり、マス４０の面法線方向と、アクチュエータ１０の面法線方向とが、一致する。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、マス４０は、第二弾性体３０の図１Ａ及び図１Ｂの上面に接触した状態で配置される。さらに、アクチュエータ１０の重心とマス４０の重心とが、アクチュエータ１０の面法線方向の１つの軸上に位置する。
　ここで、本実施形態においては、マス４０は、腕時計の制御基板４１を収容する部品である。つまり、マス４０は、制御基板４１と、制御基板４１を収容する筐体４２とにより構成される。制御基板４１は、時計機能を制御するための回路の他に、アクチュエータ１０を駆動するための駆動回路、及び、当該駆動回路に電力を供給するバッテリが含まれている。つまり、マス４０は、単なる材料の塊ではなく、腕時計の構成部品を兼用している。なお、マス４０は、単なる材料の塊としてもよい。また、マス４０は、面状の部分の他に、例えば、面状の部分から、アクチュエータ１０、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の周囲へ延びる部分を有するようにしてもよい。この場合、マス４０は、Ｕ字形状、又は、開口を有する箱形状に形成される。
　第三弾性体５０は、マス４０における第二弾性体３０とは反対側に配置され、マス４０の面をアクチュエータ１０側に付勢する。第三弾性体５０は、例えば、金属製又は樹脂製のバネである。第三弾性体５０は、板バネ、コイルバネ、皿バネなど種々のバネ、及び、エラストマーを適用できる。
　第三弾性体５０には、弾性率Ｅ（５０）を有すると共に、損失係数ｔａｎδ（５０）を有する材料が用いられる。第三弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）は、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）より小さく設定されている。さらに、第三弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）は、第一弾性体２０の弾性率Ｅ（２０）及び第二弾性体３０の弾性率Ｅ（３０）と同等に設定される。
　ここで、「同等」とは、完全に同一である場合に限られず、僅かに異なる程度を含み意味である。第三弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）は、カバー６０に収容された初期状態（後述する）において第一弾性体２０及び第二弾性体３０が十分に圧縮変形される程度の弾性率であればよい。
　本実施形態においては、第三弾性体５０には、上記のような弾性率Ｅ（５０）の条件を満たすように、板バネが好適である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第三弾性体５０を構成する４個の板バネが、マス４０の上面を下方に付勢している。
　さらに、第三弾性体５０は、所定条件下において、アクチュエータ１０の損失係数ｔａｎδ（１０）以下の損失係数ｔａｎδ（５０）を有する。所定条件下とは、温度を－１０～５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下を意味する。
　カバー６０は、腕時計の筐体を兼用する。カバー６０には、金属、樹脂など、種々の材料が適用される。カバー６０は、第一弾性体２０、アクチュエータ１０、第二弾性体３０、マス４０、第三弾性体５０の順で積層された積層体を積層方向に圧縮した状態で、当該積層体を内部に保持する。この状態において、各部材の弾性率Ｅの関係から、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０が、アクチュエータ１０より大きく圧縮された状態となる。
　（１－３．アクチュエータ１０の詳細構成）
　アクチュエータ１０の詳細構成について、図２を参照して説明する。ここで、図２の上下方向と、図１Ａ及び図１Ｂの上下方向とは、共通する。図２に示すように、アクチュエータ１０は、第一電極１１、第二電極１２、誘電層１３、第一絶縁層１４及び第二絶縁層１５を備え、これらは全て面状（扁平形状）に形成される。アクチュエータ１０は、第一絶縁層１４、第一電極１１、誘電層１３、第二電極１２、第二絶縁層１５の順に積層されて構成されている。アクチュエータ１０の層１１－１５は、積層体１０－５０の積層方向に積層されている。
　アクチュエータ１０は、材質が異なるが静電型、圧電型の何れ場合にも、各層１１－１５により構成される。アクチュエータ１０全体としての厚み方向（上述した層１１－１５の積層方向に等しい）の弾性率は、Ｅ（１０）である。また、アクチュエータ１０全体としての損失係数ｔａｎδは、ｔａｎδ（１０）である。
　第一電極１１と第二電極１２は、アクチュエータ１０の厚み方向に距離を隔てて対向して配置される。第一電極１１には、制御基板４１に含まれるアクチュエータ１０の駆動回路によって、周期的な電圧を供給する一方の端子が接続される。第二電極１２には、周期的な電圧を供給する他方の端子が接続される。
　誘電層１３が、第一電極１１と第二電極１２との間に挟まれる。誘電層１３には、アクチュエータ１０が静電型の場合には、誘電体が適用される。一方、誘電層１３は、アクチュエータ１０が圧電型の場合には、圧電体が適用される。本実施形態においては、誘電体と圧電体を総称する意味として、誘電層の表現を用いる。
　また、第一絶縁層１４は、第一電極１１のうち誘電層１３とは反対の面に接触して配置され、第一電極１１を被覆する。第二絶縁層１５は、第二電極１２のうち誘電層１３とは反対の面に接触して配置され、第二電極１２を被覆する。
　つまり、図１Ａ－図２に示すように、第一弾性体２０は、アクチュエータ１０における第一電極１１側の面、すなわち第一絶縁層１４に接触した状態となる。一方、第二弾性体３０は、アクチュエータ１０における第二電極１２側の面、すなわち第二絶縁層１５に接触した状態となる。
　アクチュエータ１０が静電型の場合には、各層１１－１５は、以下のように形成される。第一電極１１及び第二電極１２は、同形状に形成され、エラストマー中に導電性フィラーを配合させることにより成形する。そして、第一電極１１及び第二電極１２は、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。第一電極１１及び第二電極１２を構成するエラストマーには、例えば、シリコーンゴム、エチレン－プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン－ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。また、第一電極１１及び第二電極１２に配合される導電性フィラーは、導電性を有する粒子であればよく、例えば、炭素材料や金属等の微粒子を適用できる。
　誘電層１３、第一絶縁層１４及び第二絶縁層１５は、いずれもエラストマーにより成形される。そして、誘電層１３、第一絶縁層１４及び第二絶縁層１５は、可撓性を有し且つ伸縮自在な性質を有する。誘電層１３には、静電型のアクチュエータ１０として誘電層として機能する材料が適用される。特に、誘電層１３が、アクチュエータ１０を構成する部材の中で最も厚みが厚く形成され、厚み方向の伸縮及び扁平面方向の伸縮を可能とする。また、第一絶縁層１４及び第二絶縁層１５には、絶縁性を有する材料が適用される。
　誘電層１３、第一絶縁層１４及び第二絶縁層１５を構成するエラストマーには、例えば、シリコーンゴム、アクリロニトリル－ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴムなどが適用できる。
　（１－４．振動提示装置１の動作）
　次に、振動提示装置１の動作について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。振動提示装置１の動作について、（ａ）アクチュエータ１０によってマス４０を振動させる動作、（ｂ）マス４０の振動によってカバー６０を振動させる動作とに分けて説明する。
　（１－４－１．マス４０の振動動作）
　アクチュエータ１０によってマス４０が振動する動作について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。第一電極１１及び第二電極１２に周期的な電圧が印加される。ここで、周期的な電圧は、交流電圧（正負を含む周期的な電圧）としてもよいし、正値にオフセットされた周期的な電圧としてもよい。
　そして、第一電極１１と第二電極１２に蓄積される電荷が増加すると、誘電層１３が圧縮変形する。つまり、図２に示すように、アクチュエータ１０の厚みが小さくなり、アクチュエータ１０の面方向の大きさ（幅及び奥行き）が大きくなる。反対に、第一電極１１及び第二電極１２に蓄積される電荷が減少すると、誘電層１３が元の厚みに戻る。つまり、図２に示すように、アクチュエータ１０の厚みが大きくなり、アクチュエータ１０の面方向の大きさが小さくなる。このように、アクチュエータ１０は、厚み方向に伸縮すると共に、面方向に伸縮する。
　アクチュエータ１０が伸縮動作を行うときに、振動提示装置１は、以下のように動作する。振動提示装置１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第一弾性体２０及び第二弾性体３０が圧縮された状態を初期状態とする。従って、電荷の増加によってアクチュエータ１０の厚みが小さくなると、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、初期状態に対して圧縮量が小さくなるように変形する。反対に、電荷の減少によってアクチュエータ１０の厚みが大きくなると、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は初期状態に戻るように動作する。つまり、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、電荷の増加の場合に比べて、圧縮量が大きくなるように変形する。
　印加電圧は周期的に変化するため、上記動作が繰り返される。そうすると、図３Ａに示すようにアクチュエータ１０の中央がマス４０側に凹となる状態と、図３Ｂに示すようにアクチュエータ１０の中央がマス４０側に凸となる状態とを繰り返すことになる。アクチュエータ１０は、第一弾性体２０及び第二弾性体３０を介してマス４０及びカバー６０によって規制されているために、上記動作となる。
　アクチュエータ１０の上記変形動作に伴って、アクチュエータ１０の第二絶縁層１５側の面の変位が、第二弾性体３０を介して、マス４０に伝達される。加えて、アクチュエータ１０の伸縮動作によって第二弾性体３０の弾性変形力が変化する。第二弾性体３０の弾性変形力の変化が、マス４０に伝達される。従って、初期状態として、第一弾性体２０及び第二弾性体３０が圧縮されていることにより、マス４０に効率的に振動が付与される。つまり、アクチュエータ１０単体としては小さな振動であっても、マス４０は、マス４０の面法線方向に大きな振動を発生する。
　ここで、仮に、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）が非常に大きいとすると、アクチュエータ１０が伸縮動作を行ったとしても、第一弾性体２０及び第二弾性体３０によって振動が吸収されてしまう。この場合、アクチュエータ１０が伸縮動作を行ったとしても、アクチュエータ１０の振動がマス４０に伝達されにくい。
　しかし、本実施形態においては、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）の小さな材料を用いる。従って、アクチュエータ１０の伸縮動作による振動が、第一弾性体２０及び第二弾性体３０にほとんど吸収されることなく、マス４０に伝達される。
　さらに、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０の弾性率Ｅ（１０），Ｅ（２０），Ｅ（５０）は、アクチュエータ１０の厚み方向の弾性率Ｅ（１０）より小さい。そのため、第一電極１１及び第二電極１２に電圧を印加していない初期状態において、アクチュエータ１０はほとんど圧縮されていない状態となる。従って、マス４０とカバー６０がアクチュエータ１０を押圧したとしても、アクチュエータ１０の伸縮動作に影響を与えることはない。つまり、アクチュエータ１０は確実に伸縮動作を行うことができる。
　（１－４－２．カバー６０の振動動作）
　次に、マス４０の振動によってカバー６０が振動する動作について説明する。マス４０は、第三弾性体５０を介してカバー６０に支持されている。つまり、マス４０と第三弾性体５０とが、バネマス系を構成する。そのため、マス４０の振動周波数が、マス４０と第三弾性体５０によるバネマス系の共振周波数付近になると、非常に大きな振動を発生する。
　マス４０の振動が、第三弾性体５０を介してカバー６０に伝達される。ここで、第三弾性体５０は、初期状態においてカバー６０により圧縮されている。従って、マス４０の振動が初期状態付近の振動であっても、マス４０の振動がカバー６０に確実に伝達される。
　ここで、仮に、第三弾性体５０の損失係数ｔａｎδ（５０）が非常に大きいとすると、マス４０が振動したとしても、第三弾性体５０によって振動が吸収されてしまう。この場合、マス４０が振動したとしても、マス４０の振動がカバー６０に伝達されにくくなる。しかし、本実施形態においては、第三弾性体５０は、損失係数ｔａｎδ（５０）の小さな材料を用いる。従って、マス４０の振動が、第三弾性体５０にほとんど吸収されることなく、カバー６０に伝達される。
　そして、第三弾性体５０の損失係数ｔａｎδ（５０）は、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）以下である。このことからも、マス４０の振動が、第三弾性体５０を介して、カバー６０に確実に伝達される。
　＜２．第二実施形態＞
　第二実施形態の振動提示装置２について、図４を参照して説明する。振動提示装置２は、第一実施形態の振動提示装置１に対して、プッシャー２７０を備える点が相違する。両者の同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
　プッシャー２７０は、カバー６０と第一弾性体２０との対向面間に配置される。第二実施形態においては、プッシャー２７０は、カバー６０に固定されており、第一弾性体２０に対しては接触した状態となる。プッシャー２７０は、金属、樹脂などの硬質の材料であればよく、種々の材料により形成される。
　さらに、プッシャー２７０における第一弾性体２０との接触面積は、アクチュエータ１０とカバー６０との対向面積に比べて小さな面積を有する。第二実施形態においては、プッシャー２７０におけるアクチュエータ１０側は、球面凸状に形成される。従って、プッシャー２７０と第一弾性体２０との接触面積は、アクチュエータ１０とカバー６０との対向面積に比べて、極めて小さい。さらに、プッシャー２７０は、アクチュエータ１０の中央に対向する位置に配置されている。
　ここで、第二弾性体３０はマス４０に接着されている。従って、アクチュエータ１０は、第二弾性体３０を介してマス４０に規制された状態で支持されている。そのため、アクチュエータ１０は、第一実施形態にて説明したように、マス４０側に凸となる状態と凹となる状態とを確実に繰り返す。つまり、アクチュエータ１０の中央が最も振幅が大きくなる。プッシャー２７０がアクチュエータ１０の中央の一部分に対向する位置に配置されることで、アクチュエータ１０の振動がマス４０に効果的に伝達される。その結果、カバー６０は効果的に振動する。
　＜３．第三実施形態＞
　第三実施形態の振動提示装置３について、図５を参照して説明する。振動提示装置３は、第二実施形態の振動提示装置２に対して、プッシャー３７０の位置が相違すると共に、カバー３６０が制御基板３６１を備える点が相違する。両者の同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
　プッシャー３７０は、マス４０と第二弾性体３０との対向面間に配置される。第三実施形態においては、プッシャー３７０は、マス４０に固定されており、第二弾性体３０に対しては接触した状態となる。プッシャー３７０は、金属、樹脂などの硬質の材料であればよく、種々の材料により形成される。
　さらに、プッシャー３７０における第二弾性体３０との接触面積は、アクチュエータ１０とマス４０との対向面積に比べて小さな面積を有する。第三実施形態においては、プッシャー３７０におけるアクチュエータ１０側は、球面凸状に形成される。従って、プッシャー３７０と第二弾性体３０との接触面積は、アクチュエータ１０とマス４０との対向面積に比べて、極めて小さい。さらに、プッシャー３７０は、アクチュエータ１０の中央に対向する位置に配置されている。
　また、第一弾性体２０はカバー３６０に接着されている。従って、アクチュエータ１０は、第一弾性体２０を介してカバー３６０に規制された状態で支持されている。そのため、アクチュエータ１０は、第一実施形態にて説明したように、マス４０側に凸となる状態と凹となる状態とを確実に繰り返す。この場合にも、第二実施形態と同様に、アクチュエータ１０の振動がマス４０に効果的に伝達され、その結果、カバー３６０が効果的に振動する。
　カバー３６０は、制御基板３６１を内蔵する。つまり、制御基板３６１とアクチュエータ１０とは、電気的な接続が必要となる。プッシャー３７０と第二弾性体３０との接触面積は非常に小さい。そのため、プッシャー３７０の部分に、アクチュエータ１０と制御基板３６１とを接続する配線を設置するのは容易でない。そこで、アクチュエータ１０と制御基板３６１との間にプッシャー３７０が介在しないように、制御基板３６１をカバー３６０に配置することとした。これにより、制御基板３６１とアクチュエータ１０との電気的な接続が容易となる。
　この場合、マス４０は、制御基板４１（図１Ａに示す）を備えないため、単なる材料の塊としてもよい。ただし、本実施形態において、制御基板３６１は、カバー３６０に設けることとしたが、電気的な接続ができれば、第一実施形態と同様に、マス４０に制御基板４１を配置するようにしてもよい。
　＜４．第四実施形態＞
　第四実施形態の振動提示装置４について図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明する。振動提示装置４は、第一実施形態の振動提示装置１に対して、マス４４０の向きが相違すると共に、カバー４６０の形状が相違する。
　マス４４０は、面状に形成される部分を有し、マス４４０の面状の部分における面方向にアクチュエータ１０に対して積層されている。また、アクチュエータ１０、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、マス４４０の厚み方向に対応する形状に形成されている。さらに、第三弾性体５０は、マス４４０の厚み方向の面を付勢する。そのため、第四実施形態においては、第三弾性体５０を構成する２個の板バネが、マス４０の上面を下方に付勢している。カバー４６０は、マス４４０の面状の部分における面方向に対応するような扁平形状に形成される。この場合、マス４４０は、アクチュエータ１０の駆動によって、面方向（図６Ａの上下方向）に振動する。
　＜５．第五実施形態＞
　第五実施形態の振動提示装置５について図７を参照して説明する。振動提示装置５は、第一実施形態の振動提示装置１に対して、第四弾性体５８０をさらに備える点が相違する。さらに、振動提示装置５は、取付部材６，７に固定される。そこで、本実施形態においては、カバー６０に代えて取付部材６，７が、例えば、携帯端末の一例としての腕時計の筐体の一部を構成する。振動提示装置５において、第一実施形態の振動提示装置１と同一構成については、同一符号を付して説明を省略する。
　第四弾性体５８０は、カバー６０の外面を被覆する。つまり、第四弾性体５８０は、積層面部５８０ａ，５８０ｂと、積層方向に交差する方向に対向する面の外側に配置される非積層面部５８０ｃ，５８０ｄとを備える。
　第四弾性体５８０は、小さな弾性率Ｅ（５８０）を有すると共に、小さな損失係数ｔａｎδ（５８０）を有する材料が用いられる。言い換えると、第四弾性体５８０は、柔らかく、且つ、減衰特性が低い材料が好適である。特に、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ、５８０ｂの積層方向の弾性率Ｅ（５８０）は、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）より小さく設定される。アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）に対する第四弾性体５８０の一方の積層面部５８０ａの弾性率Ｅ（５８０）の比は、１５％以下である。また、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）に対する第四弾性体５８０の他方の積層面部５８０ｂの弾性率Ｅ（５８０）の比は、１５％以下である。これらの比は、好ましくは、１０％以下である。
　さらに、第四弾性体５８０の損失係数ｔａｎδ（５８０）は、所定条件下において、アクチュエータ１０の損失係数ｔａｎδ（１０）と同等以下である。所定条件下とは、温度を－１０～５０℃、振動周波数を３００Ｈｚ以下とする使用環境下を意味する。
　上記を満たす材料として、第四弾性体５８０には、例えば、シリコーンゴムが好適である。例えば、ウレタンゴムは、シリコーンゴムに比べて減衰特性が良いため、第四弾性体５８０には、ウレタンゴムはシリコーンゴムに比べてあまり適しない。ただし、目的の特性によっては、第四弾性体５８０に、ウレタンゴムを使用することも可能である。なお、本実施形態においては、第四弾性体５８０は、第一弾性体２０及び第二弾性体３０と同一の材料により形成されている。
　振動提示装置５は、第一取付部材６及び第二取付部材７に挟まれた状態で保持されている。第一取付部材６及び第二取付部材７は、例えば、樹脂又は金属などにより形成される。ここで、第一取付部材６は、平面状の取付面を有している。第一取付部材６の取付面には、第四弾性体５８０の積層面部５８０ｂが接触した状態で設けられる。
　第二取付部材７は、振動提示装置５を第一取付部材６に押さえる部材として機能する。第二取付部材７は、鍵状に形成されている。第二取付部材７は、第一取付部材６に接地される固定部７ａ、固定部７ａから立設される立設部７ｂ、立設部７ｂから屈曲形成された挟持部７ｃ、及び、挟持部７ｃから屈曲形成された引っ掛け端部７ｄを備える。
　固定部７ａは、ボルト８により、第一取付部材６に固定される。立設部７ｂには、振動提示装置５の第四弾性体５８０の非積層面部５８０ｃが接触した状態で設けられる。挟持部７ｃは、第一取付部材６の取付面に対向する。挟持部７ｃは、振動提示装置５の第四弾性体５８０の積層面部５８０ａが接触した状態とされる。つまり、振動提示装置５は、第一取付部材６と挟持部７ｃとにより、積層体１０－５０の積層方向に挟まれた状態で保持する。ここで、立設部７ｂの長さは、振動提示装置５における積層方向の幅より僅かに短い。そのため、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂが、取付部材６，７とカバー６０との間で、積層面部５８０ａ，５８０ｂの積層方向に圧縮された状態で保持される。
　引っ掛け端部７ｄは、立設部７ｂに対向する。引っ掛け端部７ｄには、第四弾性体５８０の非積層面部５８０ｄの一部が接触した状態で設けられる。ここで、挟持部７ｃの長さは、振動提示装置５における積層方向に直交する方向の幅より僅かに短い。そのため、第四弾性体５８０の非積層面部５８０ｃ，５８０ｄが、立設部７ｂとカバー６０との間、及び、引っ掛け端部７ｄとカバー６０との間で、圧縮された状態で保持される。
　上述したように、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂが圧縮された状態で、振動提示装置５は、取付部材６，７に挟まれた状態で保持されている。つまり、カバー６０の振動は、第四弾性体５８０を介して取付部材６，７に伝達される。第四弾性体５８０の存在により、振動提示装置５の振動の共振周波数は、第四弾性体５８０が存在しない場合に比べて、より低周波となる。従って、取付部材６，７の振幅が小さいとしても、低周波であることにより、人間は触覚振動を感じやすくなる。また、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂ及び非積層面部５８０ｃ，５８０ｄが圧縮された状態で、取付部材６，７に保持されている。従って、振動提示装置５を取付部材６，７に取り付けたときに、振動提示装置５の保持状態が安定する。
　なお、第五実施形態の振動提示装置５の一部は、第一実施形態の振動提示装置１を用いたが、第二実施形態－第四実施形態の振動提示装置２－４を用いることもできる。また、取付部材６，７は、上記構成に限られず、種々の構成を適用することができる。
　＜５．実施形態の効果＞
　第一実施形態－第五実施形態の振動提示装置１－５は、第一電極１１、第二電極１２、及び、第一電極１１と第二電極１２の間に配置される誘電体又は圧電体を備える静電型又は圧電型のアクチュエータ１０と、アクチュエータ１０の第一電極１１側に配置される第一弾性体２０と、アクチュエータ１０の第二電極１２側に配置される第二弾性体３０と、アクチュエータ１０に対して第二弾性体３０を介して積層されるマス４０，４４０と、マス４０，４４０における第二弾性体３０の反対側に配置される第三弾性体５０と、アクチュエータ１０、第一弾性体２０、第二弾性体３０、マス４０，４４０及び第三弾性体５０により形成される積層体を積層方向に圧縮した状態で保持するカバー６０，３６０，４６０とを備える。
　つまり、第一弾性体２０、アクチュエータ１０、第二弾性体３０、マス４０，４４０、第三弾性体５０の順で、積層されている。この積層体が、カバー６０，３６０，４６０によって、積層方向に圧縮されている。カバー６０，３６０，４６０によって積層体が保持された初期状態は、以下のようになる。
　第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０の積層方向の弾性率Ｅ（２０），Ｅ（３０），Ｅ（５０）は、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）より小さく設定されている。従って、積層体がカバー６０，３６０，４６０により圧縮された初期状態において、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０がアクチュエータ１０より大きく圧縮された状態となる。
　そして、アクチュエータ１０の第一電極１１及び第二電極１２に電圧を印加すると、アクチュエータ１０は、積層方向に伸縮する。アクチュエータ１０の伸縮動作によって生じるアクチュエータ１０の変位が、第二弾性体３０を介して、マス４０，４４０に伝達される。ただし、マス４０，４４０は、第三弾性体５０によってカバー６０，３６０，４６０に支持されている。そのため、マス４０，４４０は、アクチュエータ１０の変位に起因して、振動する。特に、アクチュエータ１０単体としては小さな振動であったとしても、マス４０，４４０によって、発生する振動を増幅することができる。
　加えて、アクチュエータ１０の伸縮動作によって第一弾性体２０及び第二弾性体３０の弾性変形力が変化し、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の弾性変形力の変化がマス４０，４４０に伝達される。従って、初期状態として、第一弾性体２０及び第二弾性体３０が圧縮されていることにより、マス４０，４４０に効率的に力を付与することができる。
　上記のようにマス４０，４４０が振動することによって、第三弾性体５０を介してカバー６０，３６０，４６０に伝達される。従って、アクチュエータ１０単体による振動発生力が小さいとしても、カバー６０，３６０，４６０は、マス４０，４４０の振動によって大きく振動することができる。つまり、大きな振動を外部に発生することができる。
　さらに、アクチュエータ１０の弾性率Ｅ（１０）は、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の弾性率Ｅ（２０），Ｅ（３０）より大きい。そのため、初期状態において、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の圧縮量に比べて、アクチュエータ１０の圧縮量は小さい。従って、カバー６０，３６０，４６０により積層体を圧縮した状態であっても、圧縮力がアクチュエータ１０の伸縮動作に与える影響は小さい。つまり、アクチュエータ１０は、所望の振動を発生することができる。
　また、第一実施形態－第三実施形態，第五実施形態の振動提示装置１－３，５においては、マス４０は、面状に形成される部分を有し、マス４０の面状の部分における面法線方向にアクチュエータ１０に対して積層されている。そして、マス４０は、アクチュエータ１０の駆動によって、マス４０の面状の部分の面法線方向に振動する。つまり、振動提示装置１－３，５は、面状の部材の積層体により構成される。さらに、個々の構成部品の厚みを薄くすることで、振動提示装置１－３，５は、全体として扁平形状に形成できる。すなわち、カバー６０，３６０は、扁平形状に形成できる。従って、振動提示装置１－３，５は、種々の装置に対する搭載自由度を高くできる。
　また、第四実施形態の振動提示装置４においては、マス４４０は、面状に形成される部分を有し、マス４４０の面状の部分における面方向にアクチュエータ１０に対して積層されている。そして、マス４４０は、アクチュエータ１０の駆動によって、マス４４０の面状の部分の面方向に振動する。つまり、振動提示装置４は、マス４４０の面状の部分の厚みの範囲内で、アクチュエータ１０、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０を配置することで、振動提示装置４は、全体として扁平形状に形成できる。すなわち、カバー４６０は、扁平形状に形成できる。従って、振動提示装置４は、種々の装置に対する搭載自由度を高くできる。
　また、第一実施形態－第五実施形態の振動提示装置１－５において、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）は、所定条件下において、アクチュエータ１０の損失係数ｔａｎδ（１０）と同等以下としている。従って、アクチュエータ１０の変形動作による振動が、第一弾性体２０及び第二弾性体３０にほとんど吸収されることなく、マス４０に確実に伝達される。その結果、確実に、カバー６０，３６０，４６０を振動させることができる。
　また、第一実施形態－第五実施形態の振動提示装置１－５において、第三弾性体５０の弾性率Ｅ（５０）は、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の弾性率Ｅ（１０），Ｅ（２０）と同等に設定される。これにより、初期状態において、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０が、確実に、圧縮変形した状態にできる。
　また、第一実施形態－第五実施形態の振動提示装置１－５において、第三弾性体５０の損失係数ｔａｎδ（５０）は、所定条件下において、第一弾性体２０及び第二弾性体３０の損失係数ｔａｎδ（２０），ｔａｎδ（３０）以下としている。これにより、マス４０の振動が、第三弾性体５０を介して、カバー６０に確実に伝達される。
　また、第二実施形態の振動提示装置２は、第一弾性体２０とカバー６０との対向面間に配置され、アクチュエータ１０とカバー６０の対向面積より小さな面積を有するプッシャー２７０を備える。また、第三実施形態の振動提示装置３は、マス４０と第二弾性体３０との対向面間に配置され、アクチュエータ１０とマス４０の対向面積より小さな面積を有するプッシャー３７０を備える。これにより、アクチュエータ１０の振動を、マス４０に効果的に伝達できる。その結果、カバー６０は、効果的に振動できる。
　プッシャー２７０，３７０は、アクチュエータ１０の中央に対向する位置に配置されている。アクチュエータ１０の中央が最も振幅が大きくなる。プッシャー２７０，３７０がアクチュエータ１０の中央の一部分に対向する位置に配置されることで、アクチュエータ１０の振動がマス４０に効果的に伝達される。
　また、プッシャー２７０，３７０は、アクチュエータ１０側の面を球面凸状に形成されている。これにより、プッシャー２７０，３７０とアクチュエータ１０側と接触する面積が非常に小さくなる。従って、アクチュエータ１０の振動を、マス４０に確実に伝達できる。
　また、第一実施形態－第五実施形態の振動提示装置１－５において、第一弾性体２０及び第二弾性体３０は、エラストマーにより形成され、第三弾性体５０は、金属バネにより形成されている。これにより、第一弾性体２０、第二弾性体３０及び第三弾性体５０は、所望の弾性率及び損失係数ｔａｎδの材料を確実に且つ容易に選択できる。
　第五実施形態の振動提示装置５は、カバー６０における少なくとも積層体１０－５０の積層方向に対向する２面の外側に積層される第四弾性体５８０を備える。さらに、振動提示装置５は、積層体１０－５０の積層方向に取付部材６，７により挟まれた状態で保持される。そして、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂは、取付部材６，７とカバー６０との間で、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂの積層方向に圧縮された状態で保持される。つまり、カバー６０の振動は、第四弾性体５８０を介して取付部材６，７に伝達される。そして、第四弾性体５８０の存在により、振動提示装置５の振動の共振周波数は、第四弾性体５８０が存在しない場合に比べて、より低周波となる。従って、取付部材６，７の振幅が小さいとしても、低周波であることにより、人間が認識可能な触覚振動が発生される。さらに、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂを介して取付部材６，７に取り付けられることで、振動提示装置５の保持状態が安定する。
　特に、第四弾性体５８０の積層方向の弾性率Ｅ（５８０）は、アクチュエータ１０の積層方向の弾性率Ｅ（１０）より小さく設定される。当然に、第四弾性体５８０の積層方向の弾性率Ｅ（５８０）は、カバー６０の弾性率より小さく設定される。そのため、第四弾性体５８０の積層面部５８０ａ，５８０ｂは、確実に圧縮された状態となる。
　さらに、第四弾性体５８０の損失係数ｔａｎδ（５８０）は、所定条件下において、アクチュエータ１０の損失係数ｔａｎδ（１０）と同等以下である。従って、アクチュエータ１０の変形動作に伴うカバー６０の振動が、第四弾性体５８０にほとんど吸収されることなく、取付部材６，７に確実に伝達される。その結果、確実に、取付部材６，７を振動させることができる。
　また、第四弾性体５８０の非積層面部５８０ｃ，５８０ｄは、カバー６０における積層体１０－５０の積層方向に交差する方向に対向する面の外側に配置される。これにより、振動提示装置５が、取付部材６，７に、より安定して保持される。なお、振動提示装置５は、第四弾性体５８０の非積層面部５８０ｃ，５８０ｄを有しない構成でもよい。この場合にも、振動提示装置５は、積層面部５８０ａ，５８０ｂによる効果を奏することができる。
　また、第一実施形態，第二実施形態，第四実施形態の振動提示装置１，２，４において、カバー６０，４６０は、携帯端末の筐体であって、マス４０，４４０は、携帯端末の構成部品としている。また、第五実施形態の振動提示装置５において、取付部材６，７は、携帯端末の筐体であって、マス４０は、携帯端末の構成部品としている。これらにおいては、携帯端末の構成部品をマス４０，４４０として兼用することができ、専用のマスを設置する必要がない。
１，２，３，４，５：振動提示装置、　６，７：取付部材、　１０：アクチュエータ、　１１：第一電極、　１２：第二電極、　１３：誘電層（誘電体、圧電体）、　１４：第一絶縁層、　１５：第二絶縁層、　２０：第一弾性体、　３０：第二弾性体、　４０，４４０：マス、　４１，３６１：制御基板、　５０：第三弾性体、　６０，３６０，４６０：カバー、　２７０，３７０：プッシャー、　５８０：第四弾性体、　Ｅ：弾性率、　ｔａｎδ：損失係数

Claims (17)

  1. 　第一電極、第二電極、及び、前記第一電極と前記第二電極の間に配置される誘電体又は圧電体を備える静電型又は圧電型のアクチュエータと、
    　前記アクチュエータの前記第一電極側に配置される第一弾性体と、
    　前記アクチュエータの前記第二電極側に配置される第二弾性体と、
    　前記アクチュエータに対して前記第二弾性体を介して積層されるマスと、
    　前記マスにおける前記第二弾性体の反対側に配置される第三弾性体と、
    　前記アクチュエータ、前記第一弾性体、前記第二弾性体、前記マス及び前記第三弾性体により形成される積層体を積層方向に圧縮した状態で保持するカバーと、
    　を備え、
    　前記第一弾性体、前記第二弾性体及び前記第三弾性体の積層方向の弾性率は、前記アクチュエータの積層方向の弾性率より小さく設定され、
    　前記第一弾性体、前記第二弾性体及び前記第三弾性体は、前記アクチュエータより大きく圧縮された状態で保持される、振動提示装置。
  2. 　前記マスは、面状に形成される部分を有し、前記マスの前記面状の部分における面法線方向に前記アクチュエータに対して積層され、
    　前記マスは、前記アクチュエータの駆動によって前記面法線方向に振動する、請求項１に記載の振動提示装置。
  3. 　前記マスは、面状に形成される部分を有し、前記マスの前記面状の部分における面方向に前記アクチュエータに対して積層され、
    　前記マスは、前記アクチュエータの駆動によって前記面方向に振動する、請求項１に記載の振動提示装置。
  4. 　前記第一弾性体及び前記第二弾性体の損失係数ｔａｎδは、所定条件下において、前記アクチュエータの損失係数ｔａｎδと同等以下である、請求項１－３の何れか一項に記載の振動提示装置。
  5. 　前記第三弾性体の弾性率は、前記第一弾性体及び前記第二弾性体の弾性率と同等に設定される、請求項１－４の何れか一項に記載の振動提示装置。
  6. 　前記第三弾性体の損失係数ｔａｎδは、所定条件下において、前記第一弾性体及び前記第二弾性体の損失係数ｔａｎδ以下である、請求項１－５の何れか一項に記載の振動提示装置。
  7. 　前記振動提示装置は、前記第一弾性体と前記カバーとの対向面間に配置され、前記アクチュエータと前記カバーの対向面積より小さな面積を有するプッシャーを備える、請求項１－６の何れか一項に記載の振動提示装置。
  8. 　前記振動提示装置は、前記マスと前記第二弾性体との対向面間に、前記アクチュエータと前記マスの対向面積より小さな面積を有するプッシャーを備える、請求項１－６の何れか一項に記載の振動提示装置。
  9. 　前記プッシャーは、前記アクチュエータの中央に対向する位置に配置される、請求項７又は８に記載の振動提示装置。
  10. 　前記プッシャーは、前記アクチュエータ側の面を球面凸状に形成される、請求項７－９の何れか一項に記載の振動提示装置。
  11. 　前記第一弾性体及び前記第二弾性体は、エラストマーにより形成され、
    　前記第三弾性体は、金属バネにより形成される、請求項１－１０の何れか一項に記載の振動提示装置。
  12. 　前記振動提示装置は、前記カバーにおける少なくとも前記積層体の積層方向に対向する２面の外側に積層される第四弾性体を備え、
    　前記振動提示装置は、前記積層体の積層方向に取付部材により挟まれた状態で保持され、
    　前記第四弾性体は、前記取付部材と前記カバーとの間で、前記第四弾性体の積層方向に圧縮された状態で保持される、請求項１－１１の何れか一項に記載の振動提示装置。
  13. 　前記第四弾性体の積層方向の弾性率は、前記アクチュエータの積層方向の弾性率より小さく設定される、請求項１２に記載の振動提示装置。
  14. 　前記第四弾性体の損失係数ｔａｎδは、所定条件下において、前記アクチュエータの損失係数ｔａｎδと同等以下である、請求項１２又は１３に記載の振動提示装置。
  15. 　前記第四弾性体は、さらに、前記カバーにおける前記積層体の積層方向に交差する方向に対向する面の外側に配置される、請求項１２－１４の何れか一項に記載の振動提示装置。
  16. 　前記カバーは、携帯端末の筐体であり、
    　前記マスは、前記携帯端末の構成部品である、請求項１－１１の何れか一項に記載の振動提示装置。
  17. 　前記取付部材は、携帯端末の筐体であり、
    　前記マスは、前記携帯端末の構成部品である、請求項１２－１５の何れか一項に記載の振動提示装置。
     
PCT/JP2016/079018 2016-03-28 2016-09-30 振動提示装置 WO2017168793A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018508356A JP6657376B2 (ja) 2016-03-28 2016-09-30 振動提示装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-064024 2016-03-28
JP2016064024 2016-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017168793A1 true WO2017168793A1 (ja) 2017-10-05

Family

ID=59963954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/079018 WO2017168793A1 (ja) 2016-03-28 2016-09-30 振動提示装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6657376B2 (ja)
WO (1) WO2017168793A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108631645A (zh) * 2018-05-16 2018-10-09 维沃移动通信有限公司 一种线性马达及终端设备
WO2020194870A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 住友理工株式会社 トランスデューサ装置およびトランスデューサシステム
KR20210052152A (ko) * 2019-10-28 2021-05-10 한국전자통신연구원 저주파 진동 출력 소자
WO2021244570A1 (zh) * 2020-06-04 2021-12-09 维沃移动通信有限公司 马达及电子设备
US11621389B2 (en) 2019-10-28 2023-04-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Low frequency vibrating actuator device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115846A (ja) * 1991-04-08 1993-05-14 Olympus Optical Co Ltd 超音波振動子およびこの振動子を有する駆動装置
WO2005094121A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Nec Corporation 圧電音響素子、音響装置及び携帯端末装置
JP2014195132A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Fujifilm Corp 電気音響変換フィルム、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォンおよび楽器用センサー

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05115846A (ja) * 1991-04-08 1993-05-14 Olympus Optical Co Ltd 超音波振動子およびこの振動子を有する駆動装置
WO2005094121A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Nec Corporation 圧電音響素子、音響装置及び携帯端末装置
JP2014195132A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Fujifilm Corp 電気音響変換フィルム、フレキシブルディスプレイ、声帯マイクロフォンおよび楽器用センサー

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108631645A (zh) * 2018-05-16 2018-10-09 维沃移动通信有限公司 一种线性马达及终端设备
WO2020194870A1 (ja) 2019-03-28 2020-10-01 住友理工株式会社 トランスデューサ装置およびトランスデューサシステム
KR20210052152A (ko) * 2019-10-28 2021-05-10 한국전자통신연구원 저주파 진동 출력 소자
US11621389B2 (en) 2019-10-28 2023-04-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Low frequency vibrating actuator device
KR102542471B1 (ko) * 2019-10-28 2023-06-15 한국전자통신연구원 저주파 진동 출력 소자
WO2021244570A1 (zh) * 2020-06-04 2021-12-09 维沃移动通信有限公司 马达及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017168793A1 (ja) 2019-02-07
JP6657376B2 (ja) 2020-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017168793A1 (ja) 振動提示装置
US9595659B2 (en) Piezoelectric vibration device for mobile terminal
CN108369462B (zh) 触觉振动提示装置
WO2013145740A1 (ja) 電子機器、パネルユニット、電子機器用ユニット
JPWO2008146678A1 (ja) 圧電アクチュエータ及び電子機器
CN101611538A (zh) 压电致动器和电子装置
WO2007083497A1 (ja) 圧電アクチュエータおよび電子機器
JP4662072B2 (ja) 圧電音響素子、音響装置及び携帯端末装置
KR20050012126A (ko) 압전진동장치
JP5734874B2 (ja) 電気音響変換器、電子機器、電気音響変換方法および電子機器の音波出力方法
JP6731268B2 (ja) 静電型トランスデューサ
WO2016080387A1 (ja) 音響発生装置及び電子機器
EP2884765B1 (en) Acoustic generator, acoustic generation device, and electronic apparatus
CN109863762B (zh) 静电式换能器
KR20140097049A (ko) 이동단말용 압전소자 진동장치
US20150214466A1 (en) Vibration generating apparatus for portable terminal
WO2008143463A2 (en) A sound converting apparatus
KR20220034772A (ko) 음압-전기 신호 변환 장치 및 그의 변환 방법
JP5609371B2 (ja) 電子機器及び発振装置
JP6020465B2 (ja) 発振装置
JP6315674B2 (ja) 音発生器及び音発生システム
WO2022071053A1 (ja) 振動発生装置及び電子機器
KR200404140Y1 (ko) 압전스피커
TW201507222A (zh) 整合式電活性聚合物轉換器模組
JP2013123291A (ja) 振動力発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018508356

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16897010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16897010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1