特許 7162508 アクチュエータ及び触感呈示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-20

(45)【発行日】2022-10-28

(54)【発明の名称】アクチュエータ及び触感呈示装置

(51)【国際特許分類】

   B06B 1/06 20060101AFI20221021BHJP

   B06B 1/04 20060101ALI20221021BHJP

【ＦＩ】

B06B1/06

B06B1/04 S

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018222017

(22)【出願日】2018-11-28

(65)【公開番号】P2020081989

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-02-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100139491

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 隆慶

(72)【発明者】

【氏名】服部 成人

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７５８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７４２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３３３３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３３３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７５８７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０６Ｂ １／０６

Ｂ０６Ｂ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

接合面を有する圧電素子と、
前記圧電素子の前記接合面が接合され、前記圧電素子の変形又は変位に応じて振動する振動板と、
を備え、
前記圧電素子の前記接合面の中心は、前記振動板において振動伝達部が配置される領域内の位置になるように接合され、
前記振動板は、前記圧電素子の前記接合面を位置付けるロケータを備え、
前記振動板は、前記ロケータとして、前記圧電素子の前記接合面を位置付けるための凹部を備え、
前記凹部の深さは、前記振動板の厚さの半分よりも小さい、アクチュエータ。

【請求項2】

前記圧電素子は直方体の形状を有し、
前記圧電素子の長手方向及び短手方向のサイズは、前記圧電素子の厚さ方向のサイズよりも大きい、請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記圧電素子の前記接合面の中心は、前記圧電素子の長手方向の長さを２等分する点とする、請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記圧電素子の前記接合面の中心は、前記振動板において前記振動伝達部が配置される領域の中心の位置になるように接合される、請求項１から３のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項5】

前記振動板において前記振動伝達部が配置される領域の中心は、前記振動板において前記振動伝達部が配置される領域の重心となる点とする、請求項４に記載のアクチュエータ。

【請求項6】

前記振動板は、第１面及び前記第１面と反対側の第２面を有し、
前記第１面において前記圧電素子が接合され、
前記第２面において前記振動伝達部が配置される、請求項１から５のいずれかに記載のアクチュエータ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれかに記載のアクチュエータと、
前記振動板の振動が伝達され、ユーザに対して触感を呈示する振動対象と、
前記振動板の振動を前記振動対象に伝達する振動伝達部と、
を備える、触感呈示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アクチュエータ及び触感呈示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、振動を発生させるアクチュエータがタッチセンサ等に配設されるような構造が知られている。アクチュエータは、例えばユニモルフ等の圧電素子とすることができる。例えば、特許文献１は、振動を発生させるアクチュエータがタッチセンサ等の振動対象（以下、単に振動対象ともいう）に配設された構造を開示している。このような構造において、アクチュエータは、振動対象を振動させることにより、振動対象にタッチするユーザの指先などに対して触感を呈示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１７５８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ユーザに対して十分な触感を呈示するためには、振動対象を良好に振動させる必要がある。そのためには、アクチュエータによって発生される振動が、振動対象へ効率よく伝達されることが求められる。

【0005】

本開示の目的は、良好な振動を効率良く発生させるアクチュエータ及び触感呈示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係るアクチュエータは、圧電素子と、振動板と、を備えている。
前記圧電素子は、接合面を有する。
前記振動板は、前記圧電素子の前記接合面が接合され、前記圧電素子の変形又は変位に応じて振動する。
前記圧電素子の前記接合面の中心は、前記振動板において振動伝達部が配置される領域内の位置になるように接合される。
前記振動板は、前記圧電素子の前記接合面を位置付けるロケータを備える。
前記振動板は、前記ロケータとして、前記圧電素子の前記接合面を位置付けるための凹部を備える。
前記凹部の深さは、前記振動板の厚さの半分よりも小さい。

【0007】

一実施形態に係る触感呈示装置は、上述の記載のアクチュエータと、振動対象と、振動伝達部と、を備える。
前記振動対象は、前記振動板の振動が伝達され、ユーザに対して触感を呈示する。
前記振動伝達部は、前記振動板の振動を前記振動対象に伝達する。

【発明の効果】

【0008】

一実施形態に係るアクチュエータ及び触感呈示装置によれば、良好な振動を効率良く発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る触感呈示装置の構成例を示す要部断面図である。

【図2】アクチュエータの構成例を示す斜視図である。

【図3】アクチュエータの構成を説明する分解斜視図である。

【図4】圧電素子を位置付けるロケータの一例を示す図である。

【図5】圧電素子を位置付けるロケータの一例を示す図である。

【図6】圧電素子を位置付けるロケータの一例を示す図である。

【図7】圧電素子を位置付けるロケータの一例を示す図である。

【図8】第１実施形態に係る触感呈示装置の機能ブロックの一例である。

【図9】第２実施形態に係る触感呈示装置の構成例を示す要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、一実施形態に係るアクチュエータ及び触感呈示装置について、図面を参照して説明する。本実施形態に係るアクチュエータは、種々の機器に用いられ得る。本実施形態に係る触感呈示装置は、カーナビゲーションシステム、又は、ステアリング若しくはパワーウィンドウのスイッチ等の車載機器とすることができる。触感呈示装置は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型ＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ等とすることができる。触感呈示装置はこれらに限定されるものではなく、デスクトップＰＣ、家電製品、産業用機器（ＦＡ（Factory Automation）機器）、専用端末等、種々の電子機器とすることもできる。以下の説明で用いられる図は模式的なものであり、図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

【0011】

［触感呈示装置の構成例］
図１は、第１実施形態に係る触感呈示装置１の構成例を示す要部断面図である。図１に示されるように、本実施形態に係る触感呈示装置１は、アクチュエータ１０と、振動伝達部１５と、筐体２０と、振動対象３０とを備える。

【0012】

アクチュエータ１０は、圧電素子１１と、振動板１２とを備える。また、アクチュエータ１０は、支持部１３を備えてもよい。アクチュエータ１０は、支持部１３を介して筐体２０に接合される。アクチュエータ１０には、振動伝達部１５を介して、振動対象３０が接合される。

【0013】

図２は、アクチュエータ１０の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示されるアクチュエータ１０を天地逆にした状態を示している。図３は、図２に示されるアクチュエータ１０を分解した状態を示している。以下、図１乃至図３を参照して、アクチュエータ１０の各部について説明していく。

【0014】

圧電素子１１は、印加される電圧信号に応じて長手方向に種々のパターンで伸縮変位する。圧電素子１１は、圧電フィルムであってもよいし、圧電セラミックであってもよい。圧電セラミックは、圧電フィルムよりも、より大きい振動エネルギーを有する振動を発生させることができる。

【0015】

圧電素子１１は、磁歪素子に置換されてもよい。磁歪素子は、印加される磁界に応じて伸縮する。磁歪素子が用いられる場合、印加される電圧信号を磁界に変換するコイル等があわせて用いられる。

【0016】

圧電素子１１は、例えば長方形状としてよい。より詳細には、圧電素子１１は、直方体の形状を有してよい。図２及び図３に示されるように、圧電素子１１は、薄型の短冊形としてよい。すなわち、圧電素子１１の長手方向（Ｘ軸方向）及び短手方向（Ｙ軸方向）のサイズは、圧電素子１１の厚さ方向（Ｚ軸方向）のサイズよりも大きくてよい。

【0017】

振動板１２は、所定の厚みを有する長方形の板状の部材である。振動板１２は、例えば、弾性を有する薄板である。振動板１２は、金属、樹脂、又は、金属及び樹脂等の複合材料等からなる。振動板１２は、金属薄板（シム板ともいう）であってもよい。以下、筐体２０の側に対向する面を第１面１２ａという。振動対象３０の側に対向する面を第２面１２ｂという。すなわち、振動板１２は、第１面１２ａ、及び、第１面１２ａと反対側の第２面１２ｂを有してよい。

【0018】

振動板１２の第１面１２ａには、圧電素子１１が設けられる。圧電素子１１は、圧電素子１１の長手方向が振動板１２の長手方向と一致するように設けられる。振動板１２の第２面１２ｂには、振動伝達部１５が配置される。圧電素子１１及び振動伝達部１５の少なくとも一方は、例えば接着等の方法で振動板１２に接合されてよい。

【0019】

振動板１２の第１面１２ａに圧電素子１１が設けられた構造は、いわゆるモノモルフである。モノモルフにおいては、圧電素子１１の伸縮変位が、振動板１２の屈曲振動を引き起こす。振動板１２の一方の端部のみが筐体２０に支持されている場合には、振動板１２の他方の端部における第１面１２ａの法線方向（Ｚ軸方向）の振幅が最大になるように振動する。図１に示されるように、振動板１２の両端が筐体２０に支持されている場合には、振動板１２の中央付近における第１面１２ａの法線方向（Ｚ軸方向）の振幅が最大になるように振動する。

【0020】

支持部１３は、樹脂材料から構成してよい。樹脂材料は、例えばシリコンゴム等のゴム材料であってもよいし、硬質スポンジ等のスポンジ材料であってもよい。支持部１３は、振動板１２の振動の減衰を低減するように弾性変形するように構成される。図１に示されるように、振動板１２の長手方向の両端にはそれぞれ、支持部１３が設けられる。支持部１３は、圧電素子１１の変形又は変位に応じて振動板１２が振動しても圧電素子１１が筐体２０に衝突しないように、圧電素子１１と筐体２０との間のクリアランスを保つ。支持部１３は、振動板１２と同様に、例えば弾性を有する薄板としてよい。支持部１３は、振動板１２と同一の材料からなってもよいし、異なる材料からなってもよい。上述の通り、振動板１２の両端が支持されている場合、圧電素子１１の変位に応じて、振動板１２の中央付近における振幅が最大になるように振動する。

【0021】

図１に示されるように、支持部１３の一方の端部は、振動板１２に接続される。より詳細には、支持部１３の一方の端部は、振動板１２の第１面１２ａに接続される。支持部１３の他方の端部は、筐体２０に接続される。支持部１３は、例えば、ねじ止め又は接着等により、筐体２０に固定される。

【0022】

振動伝達部１５は、例えばゴム材料等からなる。振動伝達部１５は、ゴム材料等に限られず、金属等の他の材料からなってもよい。振動伝達部１５は、振動板１２の第２面１２ｂの側に配置される。振動伝達部１５は、例えば接着等の方法を用いて振動板１２に接合されてもよい。振動伝達部１５は、第２面１２ｂの側の中央付近に設けられる。振動伝達部１５が設けられる位置は中央付近に限られない。振動伝達部１５は、振動板１２の最大の振幅となる部分に設けられることが好ましい。振動伝達部１５には、例えば接着等の方法を用いて振動対象３０が接合される。

【0023】

振動伝達部１５は、振動板１２の振動が振動対象３０に効率よく伝達されるように、振動板１２の振動方向、つまり第１面１２ａの法線方向（Ｚ軸方向）に大きい弾性係数を有することが好ましい。一方、振動伝達部１５は、振動板１２の第１面１２ａに平行な方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に小さい弾性係数を有することが好ましい。このようにすることで、外力による触感呈示装置１の破損の可能性を低減できる。弾性係数は、部材にかかる外力と部材の変位量との関係を示す定数であり、変位量と弾性係数との積が外力となる。つまり同じ外力に対する変位量は、弾性係数が小さいほど大きくなる。

【0024】

筐体２０には、支持部１３によってアクチュエータ１０が接合される。筐体２０は、アクチュエータ１０と比較して質量が大きく、剛性も高い。よって本実施形態において、筐体２０は剛体とみなされる。振動対象３０は、例えば機器に備えられるタッチセンサ５０（図８参照）又はスイッチ等であってよい。振動対象３０には、振動伝達部１５によってアクチュエータ１０が接合される。上述のように、筐体２０が剛体とみなされる場合、アクチュエータ１０が発生する振動は、主に振動対象３０に伝達される。よって振動対象３０は、タッチしたユーザに触感を呈示することができる。

【0025】

次に、本実施形態において圧電素子１１が振動板１２に接合される位置について、さらに説明する。

【0026】

図２及び図３に示されるように、圧電素子１１は、振動板１２に接合される。圧電素子１１は、振動板１２に接合される接合面１１ａを有している。図３に示されるように、圧電素子１１の接合面１１ａは、振動板１２の第１面１２ａに接合される。図３に示されるように、圧電素子１１の接合面１１ａは、振動板１２の第１面１２ａにおける領域Ｒ１の位置に配置される。また、図３に示されるように、振動板１２の第２面１２ｂにおいて、振動伝達部１５が配置される。振動伝達部１５の配置面１５ａは、振動板１２の第２面１２ｂにおける領域Ｒ２の位置に配置される。

【0027】

本実施形態において、圧電素子１１を振動板１２に接合する際に、圧電素子１１の接合面１１ａの中心が、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２の内部の位置になるように位置付ける。ここで、圧電素子１１の接合面１１ａの中心とは、例えば図３に示される圧電素子１１の接合面１１ａの中心Ｃ１としてよい。ここで、中心Ｃ１は、例えば圧電素子１１の長手方向（Ｘ軸方向）の長さを表す２点鎖線Ｍ１を２等分する点としてもよい。このように、圧電素子１１の長手方向の中央に相当する位置は、圧電素子１１の振動（Ｚ軸方向の変位）が最大になる。さらに、中心Ｃ１は、例えば圧電素子１１の短手方向（Ｙ軸方向）の長さを示す２点鎖線Ｍ２と、上述の２点鎖線Ｍ１との交点としてもよい。このように、本実施形態において、圧電素子１１の接合面１１ａの中心Ｃ１は、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２内の位置になるように接合される。

【0028】

本実施形態において、圧電素子１１の接合面１１ａの中心Ｃ１は、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２内の位置として、領域Ｒ２の中心の位置になるようにしてもよい。領域Ｒ２の中心は、例えば図３における点Ｃ２としてもよい。すなわち、本実施形態において、圧電素子１１の接合面１１ａの中心Ｃ１は、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２の中心Ｃ２の位置になるように接合されてもよい。領域Ｒ２の中心Ｃ２とは、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２の重心に位置する点としてもよい。振動板１２に振動伝達部１５を配置すると、領域Ｒ２の中心Ｃ２の位置は、振動伝達部１５における配置面１５ａの重心Ｃ３の位置と同じになる。したがって、領域Ｒ２の中心Ｃ２とは、振動伝達部１５における配置面１５ａの重心Ｃ３に対応する位置としてよい。

【0029】

以上のようにして、本実施形態では、重心Ｃ３を中心Ｃ２の位置に対応させて振動伝達部１５を振動板１２に配置する。さらに、本実施形態では、中心Ｃ１を領域Ｒ２内（又は中心Ｃ２）の位置に対応させて圧電素子１１を振動板１２に接合する。すなわち、本実施形態において、圧電素子１１の接合面１１ａの中心Ｃ１は、振動板１２において振動伝達部１５が配置される領域Ｒ２内（又は領域Ｒ２の中心（重心））の位置になるように接合される。

【0030】

このような構成によれば、圧電素子１１の振動（Ｚ軸方向の変位）が最大になる位置に、振動伝達部１５が配置される。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置によれば、アクチュエータ１０によって発生される振動が、振動対象３０へ効率よく伝達される。このため、本実施形態に係るアクチュエータ１０によれば、振動対象３０を良好に振動させて、ユーザに対して十分な触感を呈示することができる。したがって、本実施形態に係るアクチュエータ１０によれば、良好な振動を効率良く発生させることができる。

【0031】

また、本実施形態に係る触感呈示装置は、上述したアクチュエータ１０と、振動対象３０と、振動伝達部１５とを備える。振動対象３０は、振動板１２の振動が伝達され、ユーザに対して触感を呈示する。振動伝達部１５は、振動板１２の振動を振動対象３０に伝達する。本実施形態に係る触感呈示装置によれば、アクチュエータ１０によって発生される振動が、振動対象３０へ効率よく伝達される。このため、本実施形態に係る触感呈示装置によれば、振動対象３０を良好に振動させて、ユーザに対して十分な触感を呈示することができる。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置によれば、良好な振動を効率良く発生させることができる。

【0032】

また、本実施形態に係る触感呈示装置によれば、圧電素子１１及び振動伝達部１５は、振動板１２に対して構造的に適切な位置に配置される。したがって、本実施形態に係る触感呈示装置は構造的に適切な強度を有する。そのため、ユーザが振動対象３０を押圧した際に、圧電素子１１及び／又は振動板１２は破損しにくい。

【0033】

次に、本実施形態において振動板１２に備えられるロケータについて、さらに説明する。

【0034】

上述のように、圧電素子１１は、例えば接着等の方法で振動板１２に接合されてよい。また、振動伝達部１５も、例えば接着等の方法で振動板１２に接合されてよい。例えば、重心Ｃ３を中心Ｃ２の位置に適切に対応させて、振動伝達部１５を振動板１２に配置したとする。このような場合でも、圧電素子１１の中心Ｃ１を、振動板１２の領域Ｒ２内（又は中心Ｃ２）の位置に適切に対応させて接合しないと、アクチュエータ１０によって発生される振動が、振動対象３０へ効率よく伝達されない。しかしながら、振動板１２の適切な位置に圧電素子１１を接合することは、必ずしも容易でないことも想定される。そこで、本実施形態において、振動板１２は、圧電素子１１を位置付けるためのロケータ(Locator)を備えてもよい。

【0035】

図４は、一実施形態において圧電素子１１を位置付けるロケータの一例を示す図である。

【0036】

図４に示されるように、振動板１２Ａは、第１面１２ａにおいて、圧電素子１１を位置付けるための凹部形状のロケータＬ１を備えてもよい。ロケータＬ１のように例えば溝状に形成された凹部を備えることにより、圧電素子１１が振動板１２Ａの第１面１２ａに接合される際の適切な位置決めを、容易かつ確実に行うことができる。

【0037】

また、ロケータＬ１のように溝状に形成された凹部を有することで、圧電素子１１を振動板１２Ａに接合する際に、適量の接着剤を容易に塗布することができる。例えば、振動板１２ＡのロケータＬ１のように溝状に形成された凹部がちょうど満たされる程度に接着剤を塗布してから圧電素子１１を接合してもよい。このような接合によれば、圧電素子１１と振動板１２との接着面において、適量な接着剤が均一に塗布される。

【0038】

ロケータＬ１のように溝状の凹部を形成する場合、振動板１２の十分な強度が維持されるように、比較的浅い凹部を形成してもよい。例えば、振動板１２の厚さ（Ｚ軸方向のサイズ）を１ｍｍ程度として、圧電素子１１の厚さ（Ｚ軸方向のサイズ）を０．７ｍｍ程度とする場合、ロケータＬ１の深さ（Ｚ軸方向のサイズ）は０．３～０．４ｍｍ程度としてもよい。

【0039】

このように、振動板１２は、圧電素子１１の接合面１１ａを位置付けるロケータを備えてもよい。例えば、振動板１２は、圧電素子１１の接合面１１ａを位置付けるための凹部Ｌ１をロケータとしてもよい。このようなロケータによれば、圧電素子１１を、振動板１２の適切な位置に容易に接合することができる。

【0040】

図５は、一実施形態において圧電素子１１を位置付けるロケータの他の例を示す図である。

【0041】

図５に示されるように、振動板１２Ｂは、第１面１２ａにおいて、圧電素子１１を位置付けるための凸部形状のロケータＬ２乃至Ｌ５を備えてもよい。ロケータＬ２乃至Ｌ５のように例えば突起状に形成された凸部を備えることにより、圧電素子１１が振動板１２Ｂの第１面１２ａに接合される際の適切な位置決めを、容易かつ確実に行うことができる。図５に示す振動板１２Ｂを簡素化した例として、例えば、ロケータＬ２及びＬ５のみ、又はロケータＬ３及びＬ４のみを備えてもよい。

【0042】

図６は、一実施形態において圧電素子１１を位置付けるロケータの他の例を示す図である。

【0043】

図６に示されるように、振動板１２Ｃは、第１面１２ａにおいて、圧電素子１１を位置付けるための凸部形状のロケータＬ６及びＬ７を備えてもよい。ロケータＬ６及びＬ７のように例えば突起状に形成された凸部を備えることにより、圧電素子１１が振動板１２Ｃの第１面１２ａに接合される際の適切な位置決めを、容易かつ確実に行うことができる。図６に示す振動板１２Ｃを簡素化した例として、例えば、ロケータＬ６及びＬ７のいずれか一方のみを備えてもよい。

【0044】

このように、振動板１２は、圧電素子１１の接合面１１ａを位置付けるための凸部（例えばＬ２乃至Ｌ５、又はＬ６及びＬ７など）をロケータとしてもよい。このようなロケータによっても、圧電素子１１を、振動板１２の適切な位置に容易に接合することができる。

【0045】

図７は、一実施形態において圧電素子１１を位置付けるロケータの他の例を示す図である。

【0046】

図７に示されるように、振動板１２Ｄは、第１面１２ａにおいて、圧電素子１１を位置付けるための指標のロケータＬ８及びＬ９を備えてもよい。ロケータＬ８及びＬ９のように例えば第１面１２ａに描かれた線のような指標を備えることにより、圧電素子１１が振動板１２Ｄの第１面１２ａに接合される際の適切な位置決めを、容易かつ確実に行うことができる。ロケータＬ８及びＬ９は、第１面１２ａにおいて例えば塗料を用いてペイントしてもよい。また、ロケータＬ８及びＬ９は、第１面１２ａにおいて例えばけがき針などを用いて罫書いてもよい。図７に示す振動板１２Ｄを簡素化した例として、例えば、ロケータＬ８及びＬ９のいずれか一方のみを備えてもよい。

【0047】

このように、振動板１２は、圧電素子１１の接合面１１ａを位置付けるための指標Ｌ及びＬ９をロケータとしてもよい。このようなロケータによっても、圧電素子１１を、振動板１２の適切な位置に容易に接合することができる。

【0048】

［触感呈示装置の動作例］
図８は、本実施形態に係る触感呈示装置１の機能ブロックの一例である。図８に示されるように、触感呈示装置１は、コントローラ４０をさらに備える。コントローラ４０は、アプリケーションソフトウェアを実行可能なプロセッサまたはマイクロコンピュータ等により構成することができる。コントローラ４０は、必要に応じて各種情報を記憶することができるメモリ等によって構成される記憶部等も適宜含み得る。

【0049】

図８に示されるように、コントローラ４０は、アクチュエータ１０に接続される。コントローラ４０は、アクチュエータ１０に駆動信号を出力する。駆動信号は、アクチュエータ１０の圧電素子１１に対して印加される電圧信号である。

【0050】

圧電素子１１は、コントローラ４０から取得した駆動信号に応じて、長手方向に伸縮変位する。図１及び図２に例示されるアクチュエータ１０の振動板１２は、圧電素子１１の変形又は変位に応じて屈曲する。つまり、圧電素子１１が振動板１２の長手方向に縮む方向に変形又は変位した場合、振動板１２は第２面１２ｂの側が凸になるように屈曲する。また、圧電素子１１が振動板１２の長手方向に伸びる方向に変形又は変位した場合、振動板１２は第１面１２ａの側が凸になるように屈曲する。このように、圧電素子１１の変形又は変位が、振動板１２の第１面１２ａの法線方向（Ｚ軸方向）の振動に変換される。

【0051】

本実施形態においては、圧電素子１１は、電圧信号の印加に応じて縮む方向にのみ変位する。この場合、振動板１２は、第２面１２ｂの側が凸になるように屈曲した状態と、通常のまっすぐな状態との間で振動する。圧電素子１１の変位は、電圧信号の印加に応じて縮む方向に限られるものではない。圧電素子１１は、電圧信号の印加に応じて伸びる方向に変位するように構成されてもよいし、伸びる方向及び縮む方向のいずれにも変位するように構成されてもよい。

【0052】

以上のようにして、コントローラ４０は、アクチュエータ１０を駆動し、振動板１２を振動させる。振動板１２の振動は、振動伝達部１５を介して振動対象３０に伝達される。そして、振動対象３０にタッチしたユーザに対して触感が呈示される。

【0053】

コントローラ４０は、例えば図８に示されるように、タッチセンサ５０に接続されてもよい。この場合、コントローラ４０は、タッチセンサ５０から取得した信号に応じて、アクチュエータ１０に駆動信号を出力してもよい。タッチセンサ５０は、触感呈示装置１の振動対象３０であってもよい。この場合、ユーザが振動対象３０にタッチしていることがタッチセンサ５０により検出される。コントローラ４０は、ユーザが振動対象３０にタッチしているときに振動対象３０を振動させる。このようにすることで、触感呈示装置１は、振動対象３０にタッチしたユーザに対して触感を呈示することができる。タッチセンサ５０は、触感呈示装置１の振動対象３０とは別個の構成として設けられてもよい。

【0054】

（第２実施形態）
第１実施形態では、振動板１２と支持部１３とは別部材として構成されるものとして説明した。第２実施形態では、振動板１２と支持部１３とが一体として構成される場合について説明する。図９は、第２実施形態に係る触感呈示装置２の構成例を示す要部断面図である。以下、図１等に示した第１実施形態に係る触感呈示装置１との相違点について説明する。

【0055】

本実施形態において、振動板１２と支持部１３とは一体成型される。例えば、金属の振動板１２の周りに支持部１３となる樹脂を成型することにより、振動板１２と支持部１３とは一体成型され得る。あるいは、金属の振動板１２に嵌合部を設け、樹脂からなる支持部１３を嵌合することにより、振動板１２と支持部１３とは一体成型され得る。あるいは、金属の振動板１２の表面にプライマーを塗布した接合面を設け、当該接合面に樹脂を成型することにより、振動板１２と支持部１３とは一体成型され得る。あるいは、金属の振動板１２の表面に微細加工を施した接合面を設け、当該接合面に樹脂を成型することにより、振動板１２と支持部１３とは一体成型されてもよい。

【0056】

図９に示されるように、本実施形態に係るアクチュエータ１０において、支持部１３の端部には、アクチュエータ１０を筐体２０に固定する固定部１４が設けられてもよい。固定部１４は、例えば、ねじ止め又は接着等により筐体２０に固定される。固定部１４は、例えば振動板１２と同様に、弾性を有する薄板である。固定部１４は、振動板１２と同一の材料からなってもよいし、異なる材料からなってもよい。

【0057】

本実施形態に係るアクチュエータ１０において、振動板１２と支持部１３と固定部１４とは、一体成型されてもよい。振動板１２と支持部１３と固定部１４とが一体成型された部材は、アクチュエータ１０のフレームとしてもよい。本実施形態に係るフレームは、同一の材料から構成してもよい。本実施形態に係るフレームは、例えば、一枚の金属の薄板を板金加工により折り曲げることにより一体成型されてもよい。本実施形態に係るフレームは、振動板１２と支持部１３と固定部１４とがそれぞれ溶接されて一体に成型されてもよい。本実施形態に係るフレームは、樹脂の一体成型によって作られてもよい。

【0058】

第２実施形態に係るアクチュエータ１０によれば、材料が互いに異なる振動板１２と支持部１３とが一体成型される。
振動板１２と支持部１３とが別個の部品として構成される場合と比較して、圧電素子１１の伸縮変位に応じて発生する振動板１２の振動の減衰が支持部１３によって低減されつつ、部品点数及び組み立て工数が削減される。また、振動板１２と支持部１３との間に接着剤を用いないことにより、平均故障間隔（ＭＴＢＦ：Mean Time Between Failure）が延びたり、組み立て時の歩留まりが向上する。

【0059】

（他の実施形態）
第２実施形態において、アクチュエータ１０は、固定部１４を備えない構成としてもよい。この場合、支持部１３の端部が、接着等により筐体２０に接合される。支持部１３の端部は、接合された部分を中心に揺動可能に構成されてもよい。

【0060】

本発明に係る実施形態について諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び／又は修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

【符号の説明】

【0061】

１ 触感呈示装置
１０ アクチュエータ
１１ 圧電素子
１２ 振動板
１３ 支持部
１４ 固定部
１５ 振動伝達部
２０ 筐体
３０ 振動対象
４０ コントローラ
５０ タッチセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】