(57)【要約】【課題】作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる触覚呈示装置を提供する。【解決手段】触覚呈示装置１は、ベース２と、ベース２に移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部３と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベース２と操作部３との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部３を駆動するアクチュエータ５と、アクチュエータ５の第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低い第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）より高い場合、形状復帰によりベース２と操作部３との距離を縮めてアクチュエータ５の予圧Ｐａを増加させて第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）を高温側にシフトさせるコイル部６と、を備えて概略構成されている。【選択図】図１
2020057249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
前記ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、
形状記憶合金を用いて形成されると共に前記ベースと前記操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって前記操作部を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が前記第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰により前記ベースと前記操作部との距離を縮めて前記アクチュエータの予圧を増加させて前記第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、
を備えた触覚呈示装置。
【請求項２】
前記ベースの前記操作部に対向する第１の面、及び前記操作部の前記ベースと対向する第２の面には、複数の凹部と複数の凸部が交互に形成されると共に互いに噛み合うように配置され、
前記アクチュエータは、前記第１の面及び前記第２の面の前記凹部及び前記凸部に挟まれて変形して配置される、
請求項１に記載の触覚呈示装置。
【請求項３】
前記操作部は、前記第１の面側から突出する複数の柱体、及び前記柱体の先端に設けられたストッパを有し、
前記ベースは、前記柱体が挿入される複数の貫通孔を有し、
前記弾性体部は、前記柱体に通されて前記ベースと前記ストッパの間に配置される、
請求項１又は２に記載の触覚呈示装置。
【請求項４】
前記操作部に配置され、表面になされた操作を検出する検出部と、
前記検出部が操作を検出した場合、前記アクチュエータに電流を供給して操作に対する触覚を呈示する制御部と、
を備えた、
請求項３に記載の触覚呈示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記周辺温度に応じて前記アクチュエータに供給する電流を制御する、
請求項４に記載の触覚呈示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、触覚呈示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ベース材と、ベース材に固定され、タッチセンサが設けられた操作部を有し、少なくとも操作部がベース材に対して変位可能である操作部材と、形状記憶合金を有し、通電加熱時の形状記憶合金の変形によりベース材に対して操作部を移動させるアクチュエータと、周囲温度を検出する温度検出部と、対象構造体側から供給される入力電圧を検出する電圧検出部と、アクチュエータを制御する処理部と、を備えた衝撃フィードバック触覚呈示装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この衝撃フィードバック触覚呈示装置の処理部は、温度検出部により検出された温度及び電圧検出部により検出された電圧に応じて、通電加熱時における形状記憶合金に対する通電条件を設定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１９１３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし従来の衝撃フィードバック触覚呈示装置は、形状記憶合金の形状回復温度（Ａｆ点）を超えた高温環境下では制御に関係なく形状が元に戻るので、アクチュエータとして機能せず、高温環境下で使用できない。また従来の衝撃フィードバック触覚呈示装置は、高温環境下で使用できるように、予め圧力をアクチュエータに付加すると、形状回復温度が高温側にシフトするものの動作による耐久性（作動耐久）が低下する。
【０００６】
従って本発明の目的は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる触覚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】
【０００７】
本発明の一態様は、ベースと、ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベースと操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部を駆動するアクチュエータと、アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰によりベースと操作部との距離を縮めてアクチュエータの予圧を増加させて第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、を備えた触覚呈示装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の一例が搭載された車両の内部の概略図であり、図１（ｂ）は、触覚呈示装置のブロック図の一例である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の操作部を駆動する前の図１（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面を矢印方向から見た断面図の一例であり、図２（ｂ）は、操作部を駆動した後の断面図の一例である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の高温環境下における、操作部を駆動する前の断面図の一例であり、図３（ｂ）は、ベースを表面側から見た一例を示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は、実施の形態に係る触覚呈示装置の動作する温度範囲の一例について説明するための概略図であり、図４（ｂ）は、形状記憶合金を構成するＮｉの含有量と形状回復温度の関係の一例を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は、予圧と形状回復温度の関係の一例を示す概略図であり、図５（ｂ）は、予圧と作動耐久の関係の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る触覚呈示装置は、ベースと、ベースに移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベースと操作部との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部を駆動するアクチュエータと、アクチュエータの第１の形状回復温度よりも低い第２の形状回復温度を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度より高い場合、形状復帰によりベースと操作部との距離を縮めてアクチュエータの予圧を増加させて第１の形状回復温度を高温側にシフトさせる弾性体部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
形状記憶合金は、予め付加する圧力（予圧）を増加させることにより、形状回復温度（Ａｆ点）が高温側にシフトすることが知られている。しかし形状記憶合金は、予圧が増加すると、作動耐久が低下することもまた知られている。このように形状記憶合金は、動作する温度範囲を拡張すると作動耐久が低下し、作動耐久を向上させると動作する温度範囲が縮小するので、動作する温度範囲と作動耐久とはトレードオフの関係にある。
【００１２】
この触覚呈示装置は、周辺温度が弾性体部の第２の形状回復温度以上に上昇すると、先に弾性体部の形状が元に戻ってアクチュエータに付加する予圧を増加させるので、この構成を採用しない場合と比べて、アクチュエータの第１の形状回復温度が高温側にシフトし、動作する温度範囲を拡張することができる。また触覚呈示装置は、常時高い予圧をアクチュエータに付加するのではなく、弾性体部の第２の形状回復温度を超えて初めて予圧が増加するので、この構成を採用しない場合と比べて、作動耐久の低下を抑制することができる。従って触覚呈示装置は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。
【００１３】
[実施の形態]
（触覚呈示装置１の概要）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１について各図を参照しながら説明する。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）では、主な情報などの流れを矢印で示している。さらに数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下の意味で用いるものとする。
【００１４】
この触覚呈示装置１は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両９に搭載されている。触覚呈示装置１は、例えば、車両９の運転席と助手席の間のフロアコンソール９０に配置されている。そして触覚呈示装置１は、例えば、車両９に搭載された電子機器の遠隔操作部として機能すると共に、操作に対するフィードバックを呈示するように構成されている。なお触覚呈示装置１の配置は、一例であって車両９に限定されない。
【００１５】
触覚呈示装置１は、例えば、図１（ｂ）〜図３（ｂ）に示すように、ベース２と、ベース２に移動可能に取り付けられ、操作がなされる操作部３と、形状記憶合金を用いて形成されると共にベース２と操作部３との間に配置され、通電による形状復帰によって操作部３を駆動するアクチュエータ５と、アクチュエータ５の第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低い第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）を有する形状記憶合金によって形成され、周辺温度が第２の形状回復温度（Ａｆｃ点）より高い場合、形状復帰によりベース２と操作部３との距離を縮めてアクチュエータ５の予圧Ｐａを増加させて第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）を高温側にシフトさせる弾性体部としてのコイル部６と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
操作部３は、第１の面（裏面３１）側から突出する複数の柱体としての円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂ、及び円柱体３５ａと円柱体３５ｂの先端に設けられたストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂを有している。またベース２は、円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂが挿入される複数の貫通孔（貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂ）を有している。そしてコイル部６は、円柱体３５ａと円柱体３５ｂに通されてベース２とストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂの間に配置されている。
【００１７】
本実施の形態のコイル部６は、一例として、コイルばねであるコイル６０及びコイル６１によって構成されている。なおコイル部６のコイルの数は、２つに限定されない。また柱体や貫通孔は、コイル部６のコイルの数に応じて設けられる。
【００１８】
触覚呈示装置１は、例えば、図１（ｂ）〜図３（ｂ）に示すように、操作部３に配置され、表面（操作面３０）になされた操作を検出する検出部としてのタッチセンサ４と、タッチセンサ４が操作を検出した場合、アクチュエータ５に電流Ｉを供給して操作に対する触覚を呈示する制御部８と、を備えている。
【００１９】
また制御部８は、周辺温度に応じてアクチュエータ５に供給する電流Ｉを制御するように構成されている。この周辺温度とは、例えば、アクチュエータ５やコイル部６などの周辺の温度である。
【００２０】
制御部８は、例えば、周辺温度を測定する温度センサ９１から出力された温度情報Ｓ２に基づいて周辺温度を得るがこれに限定されない。変形例として触覚呈示装置１は、周辺温度を測定する温度センサを備えても良い。また触覚呈示装置１は、例えば、制御部８が車両９の温度センサ９１によって測定された車両内部の温度を周辺温度に換算する構成を有していても良い。
【００２１】
また他の変形例として触覚呈示装置１は、予圧を検出する圧力センサを備え、制御部８がこの予圧の変化からアクチュエータ５に供給する電流Ｉを変えるように構成されても良い。
【００２２】
触覚呈示装置１は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ベース２の操作部３に対向する第１の面（表面２０）、及び操作部３のベース２と対向する第２の面（裏面３１）には、複数の凹部（凹部２１及び凹部３２）と複数の凸部（凸部２２及び凸部３３）が交互に形成されると共に互いに噛み合うように形成されている。アクチュエータ５は、表面２０及び裏面３１の凹部（凹部２１及び凹部３２）及び凸部（凸部２２及び凸部３３）に挟まれて変形して配置されている。
【００２３】
具体的には、コイル部６が生成する弾性力に基づく予圧Ｐａにより、操作部３の凸部３３がベース２の凹部２１に嵌ると共に、ベース２の凸部２２が操作部３の凹部３２に嵌るようにベース２と操作部３との距離が縮まる。その結果、アクチュエータ５には、凸部と凹部の間に挟まれて複数の湾曲部５１が形成される。予圧Ｐａとは、アクチュエータ５に複数の湾曲部５１を形成するように予めアクチュエータ５に作用する圧力である。
【００２４】
アクチュエータ５、ベース２の凹部２１及び凸部２２、操作部３の凹部３２及び凸部３３は、駆動機構７を構成している。この駆動機構７は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、通電による温度上昇に伴うアクチュエータ５の形状復帰によって操作部３を紙面の上方向に駆動する機構である。
【００２５】
なお駆動機構７は、形状記憶合金の形状復帰によって操作部３を駆動する構成であれば上述の構成に限定されない。
【００２６】
（ベース２の構成）
ベース２は、例えば、金属材料又は樹脂材料を用いて形成されている。このベース２は、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、四角柱の上部に、両側面（側面２ａ及び側面２ｂ）から突出するフランジ２５ａ及びフランジ２５ｂが設けられている。
【００２７】
このフランジ２５ａには、貫通孔２６ａが設けられている。この貫通孔２６ａは、開口が円形を有し、操作部３の円柱体３５ａが挿入される。同様に、フランジ２５ｂには、貫通孔２６ｂが設けられている。この貫通孔２６ｂは、開口が円形を有し、操作部３の円柱体３５ｂが挿入される。
【００２８】
ベース２は、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、複数の凹部２１及び複数の凸部２２からなる凹凸部２３が表面２０に設けられている。この凹凸部２３は、凹部２１と凸部２２が交互に、直線的に並んでいる。
【００２９】
凸部２２は、例えば、頂点が平坦な三角柱形状を有し、この三角柱形状に応じた形状を凹部２１が有している。また凹部２１と凸部２２は、横に長く形成されている。なお凹部２１と凸部２２の形状は、これらに限定されない。
【００３０】
ここで凹凸部２３は、例えば、図３（ｂ）に示すように、フランジ２５ａとフランジ２５ｂとを結ぶ直線上に沿って設けられるが、これに限定されず、当該直線と交差するように設けられても良い。また凹凸部２３は、表面２０上に形成されても良いし、凹凸部２３を表面２０に取り付けても良い。さらに凹凸部２３は、凹凸部３４と共に複数設けられても良い。この際、アクチュエータ５は、凹凸部２３及び凹凸部３４の数に応じて配置される。
【００３１】
このベース２は、例えば、車両９のフロアコンソール９０に取り付けられる。つまりベース２は、フロアコンソール９０に対して静止している。従って操作部３は、アクチュエータ５の駆動によってフロアコンソール９０に対して移動する。
【００３２】
（操作部３の構成）
操作部３は、例えば、樹脂材料を用いて板形状に形成されている。この操作部３は、例えば、図２（ａ）などに示すように、タッチセンサ４が操作面３０の下方に配置されている。
【００３３】
操作部３は、裏面３１側にベース２の貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂに挿入される円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂが設けられている。この円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂの先端には、ストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂが取り付けられている。
【００３４】
このストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂは、貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂよりも大きい半径を有する円板形状を備えている。そしてストッパ３６ａ及びストッパ３６ｂは、例えば、貫通孔２６ａ及び貫通孔２６ｂに挿入された円柱体３５ａ及び円柱体３５ｂの先端に取り付けられる。なお触覚呈示装置１は、例えば、柱体とストッパが一体となったものを操作部３に取り付ける構造を有していても良い。
【００３５】
操作部３は、例えば、図２（ａ）〜図３（ａ）に示すように、複数の凹部３２及び複数の凸部３３からなる凹凸部３４が裏面３１に設けられている。この凹凸部３４は、凹部３２と凸部３３が交互に、直線的に並んでいる。
【００３６】
凸部３３は、例えば、ベース２の凸部２２と同様に、頂点が平坦な三角柱形状を有し、この三角柱形状に応じた形状を凹部３２が有している。また凹部３２と凸部３３は、ベース２の凹部２１と凸部２２に応じて、横に長く形成されている。なお凹部３２と凸部３３の形状は、ベース２の凹部２１と凸部２２に応じた形状であれば良く、これらに限定されない。
【００３７】
また凹凸部３４は、裏面３１に形成されても良いし、凹凸部３４を裏面３１に取り付けても良い。
【００３８】
（タッチセンサ４の構成）
タッチセンサ４は、例えば、ユーザの体の一部（例えば、操作指）が触れた操作面３０上の位置を検出するものである。ユーザは、例えば、操作面３０に操作を行うことにより、接続された電子機器に対する入力操作を行うことが可能となる。タッチセンサ４としては、例えば、抵抗膜方式、赤外線方式、静電容量方式などのタッチセンサを用いることが可能である。本実施の形態のタッチセンサ４は、一例として、静電容量方式のタッチパネルである。
【００３９】
タッチセンサ４は、例えば、操作面３０の下方に絶縁を保ちながら交差する複数の駆動電極と複数の検出電極を有している。タッチセンサ４は、この複数の駆動電極と複数の検出電極の全ての組み合わせを走査して組み合わせごとの静電容量を読み出し、静電容量情報Ｓ１として制御部８に出力する。
【００４０】
制御部８は、静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０とを比較し、タッチしきい値８０以上の静電容量から検出対象が検出された検出点を算出する。この検出点の算出は、例えば、加重平均を用いて行われる。制御部８は、例えば、この検出点の座標の情報を含む操作情報Ｓ３を生成して接続された電子機器に出力する。この座標は、操作面３０に設定された直交座標系における座標である。
【００４１】
（アクチュエータ５の構成）
アクチュエータ５は、形状記憶合金を用いて形成されたワイヤである。このアクチュエータ５は、例えば、ＮｉＴｉ合金や銅系及び鉄系の合金からなる形状記憶合金である。本実施の形態のアクチュエータ５は、一例として、Ｎｉの含有量によって形状回復温度の制御が容易なＮｉＴｉ合金を用いて形成されている。
【００４２】
アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、変形前の形状が直線である。アクチュエータ５は、例えば、図２（ａ）に示すように、ベース２の凹凸部２３と操作部３の凹凸部３４とに挟まれることにより、複数の湾曲部５１が形成される。この際、アクチュエータ５には、予圧Ｐａが付加される。この予圧Ｐａは、コイル部６の弾性力によって生成される。
【００４３】
アクチュエータ５は、例えば、図１（ｂ）に示すように、制御部８と電気的に接続されている。アクチュエータ５は、制御部８から出力される電流Ｉに基づいて温度が上昇し、この温度が第１の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると、元の直線形状、つまり縮むことで湾曲部５１が直線となって直線形状となる。
【００４４】
触覚呈示装置１は、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、アクチュエータ５が変形した形状から元の形状に復帰する、つまりアクチュエータ５が縮んで真っ直ぐに変形することにより、操作部３が駆動されて持ち上がり、ユーザに触覚を呈示する。
【００４５】
（コイル部６の構成）
コイル部６のコイル６０及びコイル６１は、例えば、ＮｉＴｉ合金や銅系及び鉄系の合金からなる形状記憶合金である。本実施の形態のコイル６０及びコイル６１は、一例として、Ｎｉの含有量によって形状回復温度の制御が容易なＮｉＴｉ合金を用いて形成されている。なお弾性体部は、コイル部６のコイルばねに限定されず、アクチュエータ５に予圧Ｐａを付加可能とされた板バネや円錐ばねなどであっても良い。
【００４６】
コイル６０は、ベース２のフランジ２５ａの下面２４ａと、ストッパ３６ａの上面３７ａと、により挟まれ、圧縮された状態で配置されている。またコイル６１は、フランジ２５ｂの下面２４ｂと、ストッパ３６ｂの上面３７ｂと、により挟まれ、圧縮された状態で配置されている。
【００４７】
コイル６０及びコイル６１は、圧縮された状態で配置されているので、ベース２と操作部３との距離を縮める方向に弾性力を生成する。アクチュエータ５は、この弾性力に基づいた予圧Ｐａが付加される。
【００４８】
このコイル６０及びコイル６１の形状回復温度（Ａｆｃ点）は、例えば、図４（ａ）に示すように、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低くされている。この形状回復温度の制御は、例えば、Ｎｉの含有量によって行う。
【００４９】
図４（ｂ）は、横軸がＮｉの含有量（ｗｔ．％）であり、縦軸が形状回復温度（Ａｆ点）であり、Ｎｉの含有量と形状回復温度（Ａｆ点）との関係を示している。図４（ｂ）に示すように、形状回復温度（Ａｆ点）は、Ｎｉの含有量を変えることによって容易に数十℃変えることができる。
【００５０】
触覚呈示装置１の周辺温度が上昇してコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）を超えると、コイル６０及びコイル６１がマルテンサイト相からオーストナイト相に変化し、元の形状に戻る。このコイル６０及びコイル６１の元の形状とは、伸びた状態である。
【００５１】
従ってコイル６０及びコイル６１は、例えば、図３（ａ）に示すように、操作部３をベース２に押し付けるような弾性力を増加させ、アクチュエータ５に予圧Ｐａよりも大きな予圧Ｐｂを付加する。
【００５２】
ここで形状記憶合金は、例えば、図５（ａ）に示すように、予圧と形状回復温度（Ａｆ点）とが比例する関係にある。よってアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）は、例えば、図４（ａ）に示すように、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも予圧増加時の形状回復温度（Ａｆｗ点）の方が大きくなる。
【００５３】
例えば、触覚呈示装置１が予圧Ｐａを増加することができない場合、触覚呈示装置１の周辺温度がアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると、タッチセンサ４が操作を検出していないにも拘らずアクチュエータ５が形状復帰して操作部３を駆動してしまう。従って予圧が増加されない場合、アクチュエータ５が動作する温度範囲は、例えば、図４（ａ）に示すように、初期に付加された予圧Ｐａに基づく形状回復温度（Ａｆｗ点）までとなる。
【００５４】
図５（ａ）は、形状記憶合金の動作（変形と形状復帰の繰り返し動作）に対する耐久性（作動耐久）の一例を示し、縦軸が予圧であり、横軸が形状記憶合金の歪みである。形状記憶合金は、予圧と歪みが小さい場合、１００万回以上の作動耐久が得られる。そして形状記憶合金は、歪みが増加すると、５０万〜１００万回、１０万〜５０万回と徐々に作動耐久が低下する。
【００５５】
上述のように、初期に付加する予圧Ｐａを増加して高温環境下で動作するようにした場合、常に付加される増加した予圧Ｐａによってアクチュエータ５の歪みが増加するので、作動耐久が低下する。
【００５６】
本実施の形態では、コイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）をアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも低くすることで、周辺温度が高温になった場合のみコイル部６によって予圧を増加させるので、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも予圧増加時の形状回復温度（Ａｆｗ点）が大きくなる。従ってアクチュエータ５は、元の温度範囲よりも予圧増加時の温度範囲が大きくなり、元の形状回復温度（Ａｆｗ点）よりも高温になっても動作する。
【００５７】
図４（ａ）に示すように、触覚呈示装置１が動作する温度範囲は、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）に依存する。触覚呈示装置１は、作動耐性の観点から、想定される動作時には予圧Ｐａが小さい方が好ましい。そして触覚呈示装置１は、想定される高温環境時に予圧Ｐａを増加し、想定される高温環境の温度より高い温度に、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）がなるようにアクチュエータ５やコイル部６の形状回復温度が調整される。
【００５８】
従ってアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）は、通電によるアクチュエータ５の温度によってベース２や操作部３に不具合がでないように、かつ触覚呈示装置１の動作を保障する高温環境時の温度より上に調整される。そしてコイル部６は、形状回復温度（Ａｆｃ点）が動作する際に想定される通常の温度より上であり、またアクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）となる予圧Ｐｂを生成する弾性力を発生するように調整される。
【００５９】
なおアクチュエータ５は、一例として、予圧Ｐａの際の形状回復温度（Ａｆｗ点）と予圧Ｐｂの際の形状回復温度（Ａｆｗ点）の差が２０℃、つまり動作の温度範囲が２０℃拡張される。
【００６０】
（制御部８の構成）
制御部８は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部８が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部８は、例えば、タッチしきい値８０をＲＡＭ又はＲＯＭに有している。
【００６１】
タッチしきい値８０は、タッチセンサ４が検出対象を検出したか否かを判定するためのしきい値である。制御部８は、タッチセンサ４から取得した静電容量情報Ｓ１の静電容量がタッチしきい値８０以上である場合、検出対象が検出されたとして検出点を算出する。
【００６２】
制御部８は、例えば、タッチセンサ４が操作を検出した場合、操作に対するフィードバックとして操作部３を上方に駆動して操作指Ｆに触覚を呈示する。制御部８は、この際、周辺温度に応じてアクチュエータ５に供給する電流Ｉを変化させる。この触覚の呈示は、操作部３を上に、一回突き上げて行われる。
【００６３】
なお変形例として制御部８は、周辺温度に関係なく、高温環境下において増加した予圧Ｐｂに応じた電流Ｉを供給するように構成されても良い。この電流Ｉの供給は、予め定められた時間行われる。
【００６４】
以下に本実施の形態の触覚呈示装置１の動作について各図を参照しながら説明する。
【００６５】
（動作）
周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）より低い場合、例えば、図２（ａ）に示すように、コイル部６が形状復帰しないので、アクチュエータ５に付加される予圧がＰａであり、アクチュエータ５は、この予圧Ｐａに応じた形状回復温度（Ａｆｗ点）となる。
【００６６】
制御部８は、温度センサ９１によって測定された周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）よりも低く、かつタッチセンサ４が検出した静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０に基づいて操作が検出された場合、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）を超える温度を発生させる電流Ｉをアクチュエータ５に供給する。
【００６７】
アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、電流Ｉによって温度が上昇し、形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると形状復帰して操作部３を駆動し、操作指Ｆに触覚を呈示する。
【００６８】
また周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上の場合、例えば、図３（ａ）に示すように、コイル部６が形状復帰するので、アクチュエータ５に付加される予圧がＰｂ（＞Ｐａ）となり、この予圧Ｐｂに応じて形状回復温度（Ａｆｗ点）が高温側にシフトする。
【００６９】
制御部８は、温度センサ９１が測定した周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上であり、かつタッチセンサ４が検出した静電容量情報Ｓ１とタッチしきい値８０に基づいて操作が検出された場合、高温側にシフトした形状回復温度（Ａｆｗ点）を超える温度となる電流Ｉをアクチュエータ５に供給する。
【００７０】
アクチュエータ５は、例えば、図２（ｂ）に示すように、電流Ｉによって温度が上昇し、高温側にシフトした形状回復温度（Ａｆｗ点）を超えると形状復帰して操作部３を駆動し、操作指Ｆに触覚を呈示する。
【００７１】
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る触覚呈示装置１は、作動耐久の低下を抑制しつつ動作する温度範囲を拡張することができる。具体的には、この触覚呈示装置１は、周辺温度がコイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）以上に上昇すると、先にコイル部６の形状が元に戻ってアクチュエータ５に付加する予圧Ｐａを予圧Ｐｂに増加させるので、この構成を採用しない場合と比べて、アクチュエータ５の形状回復温度（Ａｆｗ点）が高温側にシフトし、動作する温度範囲を拡張することができる。また触覚呈示装置１は、常時高い予圧をアクチュエータ５に付加するのではなく、高温環境に曝されて、コイル部６の形状回復温度（Ａｆｃ点）を超えて初めて予圧が増加するので、この構成を採用しない場合と比べて、作動耐久の低下を抑制することができる。
【００７２】
触覚呈示装置１は、車両９に搭載されるので、温度変化が激しく、また走行時には振動が生じる。しかし触覚呈示装置１は、動作する温度範囲が広いので温度変化に対応することができる。また触覚呈示装置１は、コイル部６の弾性力によって振動によるがたつきなどを抑制することができる。さらに触覚呈示装置１は、圧電素子によって触覚を呈示する場合と比べて、アクチュエータ５の形状の変化が大きく、その結果、強い触覚を操作指Ｆに伝達するので、走行時の振動によって触覚が弱くなることを抑制することができる。
【００７３】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１…触覚呈示装置、２…ベース、２ａ，２ｂ…側面、３…操作部、４…タッチセンサ、５…アクチュエータ、６…コイル部、７…駆動機構、８…制御部、９…車両、２０…表面、２２…凸部、２３…凹凸部、２４ａ，２４ｂ…下面、２５ａ，２５ｂ…フランジ、２６ａ…，２６ｂ…貫通孔、３０…操作面、３１…裏面、３２…凹部、３３…凸部、３４…凹凸部、３５ａ，３５ｂ…円柱体、３６ａ，３６ｂ…ストッパ、３７ａ，３７ｂ…上面、５１…湾曲部、６０，６１…コイル、８０…タッチしきい値、９０…フロアコンソール、９１…温度センサ、Ｆ…操作指、Ｉ…電流、Ｐａ，Ｐｂ…予圧、Ｓ１…静電容量情報、Ｓ２…温度情報、Ｓ３…操作情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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