(57)【要約】【課題】主に各種電子機器の操作に用いられる節度用アクチュエータに関し、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能なものを提供することを目的とする。【解決手段】固定体１１と形状記憶合金製のワイヤー１３の収縮または伸張によって移動する可動体１２の間に、節度感触を生じて反転する反転ばね１４を設けることによって、ワイヤー１３の収縮や伸張によって可動体１２を移動する際、可動体１２に所定の移動距離で節度感触を生じて反転する反転ばね１４の力が加わり、歯切れが良く節度感のある可動体１２の移動が行われるため、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体と、この固定体に対して形状記憶合金製のワイヤーの収縮または伸張によって移動する可動体からなり、上記固定体と上記可動体の間に、節度感触を生じて反転する反転ばねを設けた節度用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に各種電子機器の入力装置に用いられる節度用アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や電子カメラ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むなか、機器の操作部に薄板状のタッチパネルや回転可能な球体等の様々な入力装置を装着し、これらの押圧操作や回転操作等によって、機器の各機能の切換えを行うと共に、入力装置に節度用アクチュエータを装着し、これによって入力装置に操作感触を付加するものが増えており、良好な操作感触で、確実な操作を行えるものが求められている。
【０００３】
このような従来の節度用アクチュエータや入力装置について、図５〜図８を用いて説明する。
【０００４】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【０００５】
図６は従来の節度用アクチュエータの断面図であり、同図において、１は絶縁樹脂や金属製の固定体、２は同じく可動体で、固定体１中央部に可動体２が載置されている。
【０００６】
そして、３は形状記憶合金製のワイヤーで、中間部が固定体１上面と可動体２下面の間を挿通すると共に、両端には電極部３Ａと３Ｂが設けられている。
【０００７】
さらに、４は略コの字状で金属線製のばねで、複数のばね４の両端が固定体１下面と可動体２上面に当接し、固定体１と可動体２を挟み込むようにして装着されて、節度用アクチュエータ５が構成されている。
【０００８】
また、図５（ａ）は入力装置としてのタッチパネルの断面図であり、同図において、２１はフィルム状で光透過性の上基板、２２はガラス等の光透過性の下基板で、上基板２１の下面には酸化インジウム錫等の光透過性の上導電層２３が、下基板２２の上面には同じく下導電層２４が各々形成されている。
【０００９】
そして、下導電層２４上面には絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層２３の両端には一対の上電極（図示せず）が、下導電層２４の両端には、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。
【００１０】
さらに、２５は上基板２１と下基板２２間の外周内縁に形成された略額縁状のスペーサで、このスペーサ２５の上下面または片面に塗布形成された接着剤（図示せず）によって、上基板２１と下基板２２の外周が貼り合わされ、上導電層２３と下導電層２４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。
【００１１】
そして、このように構成されたタッチパネルの、例えば右端に節度用アクチュエータ５が装着され、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、節度用アクチュエータ５の電極部３Ａと３Ｂや、タッチパネルの一対の上電極と下電極が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００１２】
以上の構成において、タッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、所望の表示上の上基板２１上面を指やペン等で押圧操作すると、図５（ｂ）に示すように、上基板２１が撓み、押圧された箇所の上導電層２３が下導電層２４に接触する。
【００１３】
そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、上導電層２３両端及びこれと直交方向の下導電層２４両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。
【００１４】
つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板２１上面を押圧操作すると、上電極と下電極間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。
【００１５】
また、この時、押圧操作が行われ、上導電層２３が下導電層２４に接触したことを電子回路が検出すると、節度用アクチュエータ５の電極部３Ａと３Ｂへ、電子回路から所定の電圧電流が印加され、これによってワイヤー３が収縮する。
【００１６】
このため、図７の断面図に示すように、下面にワイヤー３が当接した可動体２が、ばね４を撓めながら上方に移動し、タッチパネル右端に衝突して、タッチパネルに振動が伝わる。
【００１７】
そして、この振動が上基板２１上面を押圧操作した際の節度感触として、指等に伝わり、操作感触が付加されることによって、所望の押圧操作が行われたことを、触感として確認できるようになっている。
【００１８】
すなわち、タッチパネルを押圧操作して複数のメニューの選択等を行う際、ワイヤー３の収縮による可動体２のタッチパネルへの衝突を、タッチパネルを介して指等に伝えることによって、所望のメニューの選択等が確実に行われたことを、操作感触として確認できるように構成されているものであった。
【００１９】
なお、この時、可動体２からタッチパネルに加わる力は、図８の波形図に示すように、ワイヤー３の収縮によって可動体２が移動する際、可動体２がばね４を撓めながら上方へ移動するため、上方への移動距離に伴ってばね４の弾性変形する力が徐々に加わり、荷重が緩やかに増加する。
【００２０】
そして、ワイヤー３が最も収縮した時点で、荷重が最大の荷重Ｐとなり、この力が可動体２からタッチパネルに加わり、押圧操作時の操作感触が生じる。
【００２１】
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー３が伸張し元の状態に戻るが、この場合にも可動体２には徐々に弾性復帰するばね４の力が加わるため、荷重は緩やかに減少して図６の状態に復帰する。
【００２２】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特表２０１０−５１５９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、上記従来の節度用アクチュエータにおいては、徐々に弾性変形するばね４の力が加わった状態で、緩やかに可動体２の移動が行われ、この可動体２のタッチパネルへの衝突によって操作感触を生じさせているため、タッチパネルの操作感触が歯切れのない、節度感の劣ったものになってしまうという課題があった。
【００２５】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するために本発明は、固定体と形状記憶合金製のワイヤーの収縮または伸張によって移動する可動体の間に、節度感触を生じて反転する反転ばねを設けて節度用アクチュエータを構成したものであり、ワイヤーの収縮や伸張によって可動体が移動する際、可動体に所定の移動距離で節度感触を生じて反転する反転ばねの力が加わり、歯切れが良く節度感のある可動体の移動が行われるため、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを得ることができるという作用を有するものである。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを実現することができるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態による節度用アクチュエータの側面図
【図２】同側面図
【図３】同波形図
【図４】同他の実施の形態による節度用アクチュエータの断面図
【図５】タッチパネルの断面図
【図６】従来の節度用アクチュエータの断面図
【図７】同断面図
【図８】同波形図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
【００３０】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００３１】
（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による節度用アクチュエータの側面図であり、同図において、１１は絶縁樹脂や金属製の固定体、１２は同じく可動体、１３は形状記憶合金製のワイヤーで、固定体１１下面と可動体１２の間に、コイル状に巻回された形状記憶合金製のワイヤー１３が装着されている。
【００３２】
そして、ワイヤー１３は直径２０〜５００μｍでＮｉ−Ｔｉ合金やＣｕ−Ａｌ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金等の形状記憶合金線から形成されると共に、両端には電極部１３Ａと１３Ｂが設けられている。
【００３３】
さらに、１４は略ドーム状で鋼や銅合金等の金属薄板製の反転ばねで、この反転ばね１４の外周が固定体１１下端に載置されると共に、中央部には可動体１２下端が挿通して、節度用アクチュエータ１５が構成されている。
【００３４】
また、図５（ａ）は入力装置としてのタッチパネルの断面図であり、同図において、２１はポリエチレンテレフタレートやポリエーテルサルホン、ポリカーボネート等のフィルム状で光透過性の上基板、２２は同じくフィルム状またはガラス等の薄板状で光透過性の下基板で、上基板２１の下面には酸化インジウム錫や酸化錫等の光透過性の上導電層２３が、下基板２２の上面には同じく下導電層２４が各々、スパッタ法等によって形成されている。
【００３５】
そして、下導電層２４上面にはエポキシやシリコーン等の絶縁樹脂によって、複数のドットスペーサ（図示せず）が所定間隔で形成されると共に、上導電層２３の両端には銀やカーボン等の一対の上電極（図示せず）が、下導電層２４の両端には同じく、上電極とは直交方向の一対の下電極（図示せず）が各々形成されている。
【００３６】
さらに、２５は上基板２１と下基板２２間の外周内縁に形成された略額縁状でポリエステルやエポキシ、不織布等のスペーサで、このスペーサ２５の上下面または片面に塗布形成されたアクリルやゴム等の接着剤（図示せず）によって、上基板２１と下基板２２の外周が貼り合わされ、上導電層２３と下導電層２４が所定の間隙を空けて対向して、タッチパネルが構成されている。
【００３７】
そして、このように構成されたタッチパネルの、例えば右端に節度用アクチュエータ１５が装着され、液晶表示素子等の表示素子の前面に配置されて電子機器に装着されると共に、節度用アクチュエータ１５の電極部１３Ａと１３Ｂや、タッチパネルの一対の上電極と下電極が配線基板やコネクタ（図示せず）等を介して、機器の電子回路（図示せず）に電気的に接続される。
【００３８】
以上の構成において、タッチパネルを通して背面の表示素子の表示を見ながら、所望の表示上の上基板２１上面を指やペン等で押圧操作すると、図５（ｂ）に示すように、上基板２１が撓み、押圧された箇所の上導電層２３が下導電層２４に接触する。
【００３９】
そして、電子回路から上電極と下電極へ順次電圧が印加され、上導電層２３両端及びこれと直交方向の下導電層２４両端の電圧比によって、押圧された箇所を電子回路が検出し、機器の様々な機能の切換えが行なわれる。
【００４０】
つまり、タッチパネル背面の表示素子に、例えば複数のメニュー等が表示された状態で、所望のメニュー上の上基板２１上面を押圧操作すると、上電極と下電極間の電圧比によって、この操作した位置を電子回路が検出し、複数のメニューの中から所望のメニューの選択等が行えるように構成されている。
【００４１】
また、この時、押圧操作が行われ、上導電層２３が下導電層２４に接触したことを電子回路が検出すると、節度用アクチュエータ１５の電極部１３Ａと１３Ｂへ、電子回路から所定の電圧電流が印加され、これによってワイヤー１３が伸張する。
【００４２】
このため、図２の側面図に示すように、外周にワイヤー１３が巻回された可動体１２が下方へ移動すると共に、外周が固定体１１下端に載置された反転ばね１４上面中央を、可動体１２下端が押圧する。
【００４３】
そして、所定量押圧されると、反転ばね１４が節度感を伴って下方へ弾性反転し、可動体１２下面がタッチパネル右端に衝突して、タッチパネルに振動が伝わる。
【００４４】
さらに、この振動が上基板２１上面を押圧操作した際の節度感触として、指等に伝わり、操作感触が付加されることによって、所望の押圧操作が行われたことを、触感として確認できるようになっている。
【００４５】
すなわち、タッチパネルを押圧操作して複数のメニューの選択等を行う際、ワイヤー１３の伸張による可動体１２のタッチパネルへの衝突を、タッチパネルを介して指等に伝えることによって、所望のメニューの選択等が確実に行われたことを、操作感触として確認できるように構成されている。
【００４６】
また、この時、反転ばね１４は所定量押圧されるまでは弾性反転しないため、図３の波形図に示すように、ワイヤー１３の伸張に伴って可動体１２が下方へ移動し、可動体１２下端が反転ばね１４上面中央を押圧しても、反転ばね１４の弾性変形する力は小さな変化しかしない。
【００４７】
しかし、可動体１２がある程度下方へ移動し、下端が反転ばね１４を所定量押圧した状態になると、反転ばね１４から可動体１２に加わる荷重は急激に大きくなって、反転ばね１４が節度感を伴って下方へ弾性反転する。
【００４８】
そして、この急激に大きく変化した最大の荷重Ｐで、可動体１２下面がタッチパネル右端に衝突し、この力が可動体１２からタッチパネルに加わり、押圧操作時の操作感触が生じる。
【００４９】
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー１３が収縮し元の状態に戻るが、この場合にも可動体１２が所定量上方へ移動すると、反転ばね１４が上方へ節度感を伴って弾性反転し、可動体１２に加わる荷重が急激に小さくなった後、可動体１２や反転ばね１４等が図１の状態に復帰する。
【００５０】
つまり、固定体１１下面との間に巻回されたワイヤー１３の伸張または収縮によって移動する可動体１２と、固定体１１の間に節度感触を生じて反転する反転ばね１４を設け、所定量押圧されるまでは弾性反転せず、所定量押圧されると急激に荷重が変化する反転ばね１４の力を、可動体１２に加えて操作感触を生じさせることによって、歯切れが良く、節度感のある良好な操作感触が得られるようになっている。
【００５１】
なお、以上の説明では、固定体１１下面と可動体１２との間にワイヤー１３を巻回すると共に、固定体１１下端と可動体１２の間に反転ばね１４を設けた構成について説明したが、図４の節度用アクチュエータの断面図に示すような構成としても、本発明の実施は可能である。
【００５２】
すなわち、図４（ａ）においては、固定体１１Ａ内に形状記憶合金製のワイヤー１３Ｃが、略コの字状に折曲されて変形可能に収納されると共に、左端が固定体１１Ａに固着された反転ばね１４Ａの右端には、可動体１２Ａが形成されている。
【００５３】
さらに、ワイヤー１３Ｃの一部が固定体１１Ａ上方へ突出し、反転ばね１４Ａに係止されて、節度用アクチュエータが構成されている。
【００５４】
そして、ワイヤー１３Ｃ両端に電圧電流が印加されると、図４（ｂ）に示すように、ワイヤー１３Ｃが収縮して反転ばね１４Ａが傾斜し、可動体１２Ａが下方へ移動すると共に、反転ばね１４Ａが所定量傾斜すると節度感を伴って下方へ弾性反転し、この可動体１２Ａの力がタッチパネル（図示せず）に加わって、歯切れの良い操作感触が得られるようになっている。
【００５５】
また、電子回路からの電圧電流が遮断されると、ワイヤー１３Ｃが伸張して元の状態に戻るが、この場合にも反転ばね１４Ａの節度感を伴った弾性反転によって、可動体１２Ａに加わる荷重が急激に変化して、歯切れの良い節度感が得られるように構成されている。
【００５６】
つまり、固定体１１Ａに対して可動体１２Ａを、反転ばね１４Ａを介して移動可能に形成すると共に、ワイヤー１３Ｃの収縮または伸張によって反転ばね１４Ａを傾斜または復帰させ、所定量傾斜するまでは弾性反転せず、所定量傾斜すると急激に荷重が変化する反転ばね１４Ａの力を、可動体１２Ａに加えて操作感触を生じさせることによって、歯切れが良く、節度感のある良好な操作感触が得られるようになっている。
【００５７】
なお、以上の説明では、押圧操作によって上基板２１を撓ませ、上導電層２３と下導電層２４の電気的接離を行うタッチパネルの右端に、節度用アクチュエータ１５を装着した構成について説明したが、タッチパネルの上面や下面に節度用アクチュエータ１５を装着した構成としてもよく、また、タッチパネルも、指の接触による静電容量の変化によって操作箇所を検出するものや、発光ダイオードを用いた光学式のもの等、様々な方式のタッチパネルにおいて本発明の実施は可能である。
【００５８】
さらに、タッチパネル以外にも、球体や円柱状の操作体を回転して入力操作を行うものや、指の動きを光の反射で検出するもの、あるいは回転や摺動操作によって抵抗値が変化するもの等、様々な入力装置に本発明の節度用アクチュエータ１５を装着し、これによって入力装置に操作感触を付加する構成としてもよい。
【００５９】
このように本実施の形態によれば、固定体１１と形状記憶合金製のワイヤー１３の収縮または伸張によって移動する可動体１２の間に、節度感触を生じて反転する反転ばね１４を設けることによって、ワイヤー１３の収縮や伸張によって可動体１２を移動する際、可動体１２に所定の移動距離で節度感触を生じて反転する反転ばね１４の力が加わり、歯切れが良く節度感のある可動体１２の移動が行われるため、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能な節度用アクチュエータを得ることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明による節度用アクチュエータは、良好な操作感触が得られ、確実な操作が可能なものを得ることができるという有利な効果を有し、主に各種電子機器の操作用として有用である。
【符号の説明】
【００６１】
１１、１１Ａ  固定体
１２、１２Ａ  可動体
１３、１３Ｃ  ワイヤー
１３Ａ、１３Ｂ  電極部
１４、１４Ａ  反転ばね
１５  節度用アクチュエータ
２１  上基板
２２  下基板
２３  上導電層
２４  下導電層
２５  スペーサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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