JP5610095B2 - 触覚提示装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作に応じた触覚を操作者へ与える触覚提示装置に関する。

従来、操作者がタッチパネルやボタン等の操作入力手段に指を直接接触させて操作入力を行うと、この操作入力に応じて、操作者の指に振動等の触覚を与える触覚提示装置が、各種考案されている。例えば、特許文献１では、触覚提示装置として、携帯型電子デバイスが記載されているが、基本的な触覚提示装置の構造は、図１４に示すような構造からなる。図１４は、従来の触覚提示装置１０Ｐの構造を示す断面図である。図１４は、触覚提示装置１０Ｐの側面と平行な面における断面を示している。

触覚提示装置１０Ｐは、天面側シャーシ１０１Ｐと底面側シャーシ１０２Ｐとからなるシャーシ１００Ｐを備える。天面側シャーシ１０１Ｐは、操作面側となる天面部と、該天面部に直交する側面部とからなり、天面側内部空間１１０Ｐを有する。底面側シャーシ１０２Ｐは、天面側シャーシ１０１Ｐの天面部と対向する底面部と、該底面部に直交する側面部とからなり、底面側内部空間１２０Ｐを有する。天面側シャーシ１０１Ｐと底面側シャーシ１０２Ｐは、天面側内部空間１１０Ｐと底面側内部空間１２０Ｐとが連通するように、それぞれの側面部同士が接合されている。この構造により、所定の広さの内部空間を有するシャーシ１００Ｐが構成されている。

天面側シャーシ１０１Ｐの天面部には、開口部１１１Ｐが形成されている。天面側シャーシ１０１Ｐの天面側内部空間１１０Ｐには、操作入力手段３０Ｐが配置されている。操作入力手段３０Ｐは、タッチパネルである。操作入力手段３０Ｐは、操作入力面が開口部１１１Ｐから外部へ露出するように配置されている。操作入力手段３０Ｐは、緩衝材５０Ｐによって、天面側シャーシ１０１Ｐに装着されている。

底面側シャーシ１０２Ｐの底面側内部空間１２０Ｐには、保持部材１２１Ｐが形成されている。保持部材１２１Ｐは、底面部から突出するように形成されている。この保持部材１２１Ｐによって、平板状のアクチュエータ２０Ｐが保持されている。アクチュエータ２０Ｐは、平板状のベース基板と、平板状の圧電素子とからなる。圧電素子には、駆動用の電極が形成されている。アクチュエータ２０Ｐは、ベース基板の平板面が操作入力手段３０Ｐの操作入力面と平行になるように保持されている。アクチュエータ２０Ｐは、ベース基板が操作入力手段３０Ｐと対向し、圧電素子が底面側シャーシ１０２Ｐの底面部と対向するように、ベース基板の端部において保持されている。

アクチュエータ２０Ｐの操作入力手段３０Ｐ側の面と、操作入力手段３０Ｐのアクチュエータ２０Ｐ側の面との間には、パッド４０Ｐが配置されている。パッド４０Ｐの高さＤは、予め設計時に、操作入力手段３０Ｐとアクチュエータ２０Ｐとの間隔に一致するように設定されている。

アクチュエータ２０Ｐが駆動されると、ベース基板の平板面に対して直交する方向に沿った振動が生じる。この振動は、パッド４０Ｐを介して、操作入力手段３０Ｐへ伝達される。操作入力手段３０Ｐに伝達された振動は、操作入力手段３０Ｐと接触している操作者の指から、操作者に伝達される。これにより、操作者へ所定の触覚が提示される。

特開２０１０−１５２８８９号公報

しかしながら、図１４に示すような従来の触覚提示装置１０Ｐでは、次に示すような問題が生じる。図１５は、従来の触覚提示装置１０Ｐの構造による問題点を説明するための断面図である。図１５（Ａ）はアクチュエータ２０Ｐのベース基板が所望の厚さよりも薄い場合を示し、図１５（Ｂ）はアクチュエータ２０Ｐのベース基板が所望の厚さよりも厚い場合を示す。なお、図１５は、図１４と同様に、触覚提示装置１０Ｐの側面と平行な面における断面を示している。

図１５（Ａ）に示すように、アクチュエータ２０Ｐのベース基板が所望の厚さよりも薄い場合、アクチュエータ２０Ｐと操作入力手段３０Ｐとの間隔Ｄ’は、パッド４０Ｐの高さＤよりも長くなる（Ｄ’＞Ｄ）。このため、例えば、操作入力手段３０Ｐとパッド４０Ｐとを接着していた場合、図１５（Ａ）に示すように、パッド４０Ｐとアクチュエータ２０Ｐとの間に隙間Ｇａｐが生じる。これにより、アクチュエータ２０Ｐが駆動されることで振動が発生しても、パッド４０Ｐがアクチュエータ２０Ｐのベース基板と接触していないため、操作入力手段３０Ｐに振動を伝達することができない。

図１５（Ｂ）に示すように、アクチュエータ２０Ｐのベース基板が所望の厚さよりも厚い場合、アクチュエータ２０Ｐと操作入力手段３０Ｐとの間隔Ｄ”は、パッド４０Ｐの高さＤよりも短くなる（Ｄ”＜Ｄ）。このため、図１５（Ｂ）に示すように、アクチュエータ２０Ｐが湾曲するように荷重Ｓｔｒｓが加わり、荷重Ｓｔｒｓの大きさによってはアクチュエータ２０Ｐが破壊されてしまうことがある。

上記のような問題は、天面側シャーシ１０１Ｐと底面側シャーシ１０２Ｐのそれぞれの側面部が所望の高さと異なる場合、パッド４０Ｐの高さＤが所望の高さと異なる場合、底面側シャーシ１０２Ｐの保持部材１２１Ｐが所望の高さと異なる場合においても同様に発生する。このように、従来の構成では、触覚提示装置を構成する各部品の製造寸法精度、特にシャーシ１００Ｐとアクチュエータ２０Ｐの製造寸法精度が高くなければ、アクチュエータ２０Ｐで発生した振動が操作入力手段３０Ｐへ確実に伝達されないという問題やアクチュエータ２０Ｐが破壊されるという問題が発生する可能性があった。

本発明の目的は、操作者に対して確実に触覚を提供でき、且つ破損の可能性が非常に低い触覚提示装置を提供することにある。

本発明の触覚提示装置は、天面側シャーシと底面側シャーシとからなり、内部空間を有するシャーシと、天面側シャーシに固定されており、操作面を有するボタン型操作部と、内部空間に配置されているアクチュエータと、アクチュエータとボタン型操作部との間に配置されている振動伝達部材と、を備える。天面側シャーシは、ボタン型操作部の操作面が外部へ露出するように形成されている天面側開口部を有する天面部と、天面部の周縁部に形成されている側面部とを備える。アクチュエータは、天面側シャーシの側面部に固定されている。振動伝達部材は、少なくとも一方端がアクチュエータに当接した状態で配置されている。

この構成では、従来の触覚提示装置のように、アクチュエータのベース基板の製造ばらつきによって、アクチュエータとパッドが接触せずにボタン型操作部に振動を伝達することができないという問題やアクチュエータが湾曲するように荷重が加わることでアクチュエータが破壊されてしまうという問題は発生しない。この結果、確実に触覚提示ができ、信頼性の高い触覚提示装置を実現することができる。

本発明の触覚提示装置において、特に、アクチュエータは圧電素子を有し、振動伝達部材は、ボタン型操作部におけるアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータにおける圧電素子が配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離と等しい高さを有することが好ましい。または、アクチュエータは圧電素子を有し、振動伝達部材は、ボタン型操作部におけるアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータにおける圧電素子が配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離よりも小さい高さを有することが好ましい。

本発明の触覚提示装置において、アクチュエータは平板状であって平板面を有し、ボタン型操作部と対向している側の面の一部が天面側シャーシに固定されていることが好ましい。

特に、ボタン型操作部は、平板状のベース部材と、該ベース部材に一体化され、天面側開口部から外部へ露出する少なくとも一つの突起部と、を備え、アクチュエータの平板面とベース部材の平板面とが略平行であり、アクチュエータは、これら平板面に直交する方向が振動方向である振動モードを有することが好ましい。

本発明の触覚提示装置において、ベース部材は、アクチュエータと対向する側の略中央に隆起部を備えることが好ましい。この構成では、ベース部材すなわちボタン型操作部が回動しやすい。

本発明の触覚提示装置において、振動伝達部材は、アクチュエータを平面視した際にアクチュエータの中心となる位置に当接した状態で配置されており、アクチュエータの周縁部が天面側シャーシに固定されていることが好ましい。

特に、天面側シャーシの側面部は、天面部の周縁部側の部分と中央部側の部分とを有し、天面部の周縁部側の部分は中央部側の部分よりも厚く、天面部の中央部側の部分は天面部と平行な第１固定面を有し、アクチュエータの周縁部が第１固定面に固定されていることが好ましい。

さらに、振動伝達部材は、ボタン型操作部におけるアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、第１固定面を含む平面との間の距離と等しい高さを有することが好ましい。また、振動伝達部材は、ボタン型操作部におけるアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、第１固定面を含む平面との間の距離よりも小さい高さを有することが好ましい。

本発明の触覚提示装置において、振動伝達部材は絶縁性を有することが好ましい。

この構成では、アクチュエータに印加される駆動電圧がボタン型操作部に伝搬されることを、別途絶縁性シールドを行うことなく防止できる。これにより、絶縁処理のための大型化を防止できる。

本発明の触覚提示装置において、アクチュエータとボタン型操作部との間に、アクチュエータおよびボタン型操作部に対して離間して配置され、振動伝達部材が挿通される貫通孔を有する補強部材を備え、アクチュエータは、補強部材を介して天面側シャーシに固定されていることが好ましい。

この構成では、補強部材により、ボタン型操作部の押し込みすぎや、触覚提示装置への急激な外部衝撃によるアクチュエータのたわみを制限でき、アクチュエータの破損を低減することができる。

特に、アクチュエータと補強部材との間隔、および、ボタン型操作部と補強部材との間隔、または、振動伝達部材の高さからアクチュエータと補強部材との間の距離と補強部材の厚みとを差し引いた間隔は、アクチュエータの最大許容たわみ量以下であることが好ましい。

この構成では、アクチュエータのたわみによる破損を防止することができる。

さらに、補強部材は、天面側シャーシに一体形成されていることが好ましい。

この構成では、触覚提示装置の構成要素を少なくすることができる。

本発明の触覚提示装置において、補強部材は、ボタン型操作部に当接する隆起部を備えることが好ましい。

この構成では、ベース部材すなわちボタン型操作部が回動しやすい。

この発明によれば、操作者に対して確実に触覚を提供でき、且つ破損の可能性が非常に低い触覚提示装置を実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の分解斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０がアクチュエータの製造ばらつきに影響されないことを説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０を構成するアクチュエータ２０の外観斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０において、固定点の数とボタン型操作部３０における発生力の関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０において、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積と、ボタン型操作部３０に与える変位量との関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の変形例であり、アクチュエータ２０と異なる構造であるアクチュエータ２０Ａの外観斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａの構造を示す断面図である。 操作者が触覚提示装置１０Ａのボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａを押した状態での断面図である。 本発明の実施形態に係る触覚提示装置を操作者が取り扱う態様を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａのボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａが、操作者の指によって強く押し込まれた状態を示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｂの構造を示す断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｃの構造を示す断面図である。 従来の触覚提示装置１０Ｐの構造を示す断面図である。 従来の触覚提示装置１０Ｐの構造による問題点を説明するための断面図である。

本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置について、図を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の分解斜視図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の構造を示す断面図である。図２は、触覚提示装置１０の側面と平行な面における断面を示している。なお、図１では２つのボタン型操作部を備える構成を示しているのに対して、図２では１つのボタン型操作部を備える構成を示している。

触覚提示装置１０は、アクチュエータ２０，２０Ｌと、ボタン型操作部３０，３０Ｌと、パッド４０と、補強部材７０と、シャーシ１００とを備える。ボタン型操作部３０は、ベース部材３１と、突起部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄとを備える。ボタン型操作部３０Ｌは、ベース部材３１Ｌと、突起部３２ＡＬ，３２ＢＬ，３２ＣＬ，３２ＤＬとを備える。シャーシ１００は、略直方体形状である。シャーシ１００は、天面側シャーシ１０１と底面側シャーシ１０２とから構成されている。天面側シャーシ１０１および底面側シャーシ１０２は、金属や樹脂などの剛性の高い材料からなる。

天面側シャーシ１０１は、天面部１１０１と側面部１１０２とを備える。天面部１１０１は、天面側から見て略長方形状の平板状である。すなわち、天面部１１０１は、平板面を有する。天面部１１０１の長手方向の一方端付近には、天面側開口部１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄが形成されている。天面部１１０１の長手方向の他方端付近には、天面側開口部１１１ＡＬ，１１１ＢＬ，１１１ＣＬ，１１１ＤＬが形成されている。天面側開口部１１１Ａ〜１１１Ｄ，１１１ＡＬ〜１１１ＤＬは、天面部１１０１を厚さ方向に貫通する貫通孔である。天面側開口部１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃ，１１１Ｄは、ボタン型操作部３０の突起部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄがそれぞれ外部へ露出するように形成されている。天面側開口部１１１ＡＬ，１１１ＢＬ，１１１ＣＬ，１１１ＤＬは、ボタン型操作部３０Ｌの突起部３２ＡＬ，３２ＢＬ，３２ＣＬ，３２ＤＬがそれぞれ外部へ露出するように形成されている。このため、天面部１１０１は、触覚提示装置１０における操作面側に位置することになる。

側面部１１０２は、天面部１１０１の平板面と直交するように、天面部１１０１の周縁部に形成されている。これにより、天面側シャーシ１０１は、底面側シャーシ１０２と対向する側が開口するように形成されている。側面部１１０２は、厚さの異なる部分を有する。具体的には、側面部１１０２において、天面部１１０１の周縁部側の部分は、天面部１１０１の中央部側の部分よりも厚い。そして、側面部１１０２において、天面部１１０１の中央部側の部分は、第１固定面１１０３を有する。第１固定面１１０３は、天面部１１０１の平板面に平行な面を有する。このような構造により、天面側シャーシ１０１は、天面部１１０１と側面部１１０２とによって形成されている天面側内部空間１１０Ａを有する。側面部１１０２の厚さ（天面部１１０１の平板面と直交する方向の寸法）は、シャーシ１００内に配置されている各構成要素等によって、適宜決定されている。

底面側シャーシ１０２は、底面部１２０１と側面部１２０２とを備える。底面部１２０１は、天面側から見て略長方形状の平板状であり、天面側シャーシ１０１の天面部１１０１と対向するように形成されている。すなわち、底面部１２０１は、平板面を有する。側面部１２０２は、底面部１２０１の平板面と直交するように、底面部１２０１の周縁部に形成されている。これにより、底面側シャーシ１０２は、天面側シャーシ１０１と対向する側が開口するように形成されている。このような構造により、底面側シャーシ１０２は、底面部１２０１と側面部１２０２とによって形成されている底面側内部空間１２０を有する。なお、側面部１２０２の厚さ（底面部１２０１の平板面と直交する方向の寸法）も、シャーシ１００内に配置されている各構成要素等によって、適宜決定されている。

このような構造からなる天面側シャーシ１０１と底面側シャーシ１０２は、それぞれの側面部１１０２，１２０２同士が接合されている。これにより、天面側内部空間１１０と底面側内部空間１２０とが連通することで形成されている内部空間を有するシャーシ１００が構成されている。ここで、側面部１１０２と側面部１２０２の厚さを可能な限り薄くすれば、低背なシャーシ１００を実現することができる。

シャーシ１００の内部空間、より具体的には、天面側シャーシ１０１の天面側内部空間１１０には、ボタン型操作部３０，３０Ｌが配置されている。上述したように、ボタン型操作部３０は、ベース部材３１と、突起部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄとを備える。ベース部材３１は、平板であり、平面視して二個の長方形が直交する形状（十字形状）である。このため、ベース部材３１は、平面視して正方形状の中央部と、該中央部の周囲に位置する４つの長方形部とからなる。突起部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄは、ベース部材３１の各長方形部に形成されている。突起部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄは、円柱形である。突起部３２Ａと突起部３２Ｃは、長方形が直交する位置を基準に対称に配置されている。突起部３２Ｂと突起部３２Ｄは、長方形が直交する位置を基準に対称に配置されている。

上述したように、ボタン型操作部３０Ｌは、ベース部材３１Ｌと、突起部３２ＡＬ，３２ＢＬ，３２ＣＬ，３２ＤＬとを備える。ベース部材３１Ｌは、平板であり、平面視して二個の長方形が直交する形状（十字形状）である。このため、ベース部材３１Ｌは、平面視して正方形状の中央部と、該中央部の周囲に位置する４つの長方形部とからなる。突起部３２ＡＬ，３２ＢＬ，３２ＣＬ，３２ＤＬは、ベース部材３１Ｌの各長方形部に形成されている。突起部３２ＡＬ，３２ＢＬ，３２ＣＬ，３２ＤＬは、略五角柱形である。突起部３２ＡＬと突起部３２ＣＬは、長方形が直交する位置を基準に対称に配置されている。突起部３２ＢＬと突起部３２ＤＬは、長方形が直交する位置を基準に対称に配置されている。

ボタン型操作部３０，３０Ｌは、突起部３２Ａ〜３２Ｄ，３２ＡＬ〜３２ＤＬの天面が操作面となっている。ボタン型操作部３０，３０Ｌは、当該操作面が天面側シャーシ１０１の天面側開口部１１１Ａ〜１１１Ｄ，１１１ＡＬ〜１１１ＤＬから外部へ露出するように、天面側シャーシ１０１に取り付けられている。

具体的には、ボタン型操作部３０におけるベース部材３１の各長方形部の端部は、天面側開口部１１１Ａ〜１１１Ｄから露出していない。ベース部材３１の各長方形部の端部における突出部３２Ａ〜３２Ｄが形成されている側の面には、緩衝材５０が配置されている。緩衝材５０におけるベース部材３１に当接する面とは反対側の面が、天面部１１０１の内面に当接している。ベース部材３１の各長方形部の端部における突出部３２Ａ〜３２Ｄが形成されている側の面とは反対側の面には、緩衝材５１が配置されている。緩衝材５１におけるベース部材３１に当接する面とは反対側の面が、補強部材７０の表面に当接している。補強部材７０は、天面側シャーシ１０１に固定されている。この構造により、ボタン型操作部３０は、天面側シャーシ１０１の天面部１１０１と補強部材７０との間に、緩衝材５０，５１を介して狭持されている。

また、ボタン型操作部３０Ｌにおけるベース部材３１Ｌの各長方形部の端部は、天面側開口部１１１ＡＬ〜１１１ＤＬから露出していない。ベース部材３１の各長方形部の端部における突出部３２ＡＬ〜３２ＤＬが形成されている側の面には、緩衝材５０が配置されている。緩衝材５０におけるベース部材３１Ｌに当接する面とは反対側の面が、天面部１１０１の内面に当接している。ベース部材３１Ｌの各長方形部の端部における突出部３２ＡＬ〜３２ＤＬが形成されている側の面とは反対側の面には、緩衝材５１が配置されている。緩衝材５１におけるベース部材３１Ｌに当接する面とは反対側の面が、補強部材７０の表面に当接している。補強部材７０は、天面側シャーシ１０１に固定されている。この構造により、ボタン型操作部３０Ｌは、天面側シャーシ１０１の天面部１１０１と補強部材７０との間に、緩衝材５０，５１を介して狭持されている。

緩衝材５０は、樹脂などの所定の弾性率を有する材料からなる。ここで、所定の弾性率とは、アクチュエータ２０，２０Ｌからボタン型操作部３０，３０Ｌに伝達した振動が、シャーシ１００へ漏洩することを防止することができる程度の弾性率であることが好ましい。緩衝材５０は、例えば接着剤等によって、少なくともボタン型操作部３０，３０Ｌに接着されている。緩衝材５１は、緩衝材５０よりも弾性率の低い材料からなる。緩衝材５１も、例えば接着剤等によって、少なくともボタン型操作部３０，３０Ｌに接着されている。

補強部材７０は、平板状であり、外周部７１と内周部７２とからなる。外周部７１と内周部７２とは厚さが異なり、外周部７１は内周部７２よりも厚く形成されている。この厚さの差により、補強部材７０の一方の面には、所定深さ（高さ）の凹部７４が形成されている。補強部材７０を平面視した際の中央部には、貫通孔７３が形成されている。言い換えれば、内周部７２の中央に貫通孔７３が形成されている。貫通孔７３の開口径は、少なくともパッド４０が挿通される程度である。補強部材７０は、シャーシ１００と同様に、剛性の高い材料からなる。さらには、補強部材７０が絶縁性材料からなることが望ましい。補強部材７０を絶縁性材料とすることで、アクチュエータ２０，２０Ｌに印加される駆動信号が、シャーシ１００へ漏洩することを防止することができる。これにより、シャーシ１００を金属等の導電性を有する材料で形成しても、操作者へ駆動信号が漏洩することを防止することができる。

補強部材７０は、凹部７４が形成されていない側の面が第１固定面１１０３に当接するように、天面側シャーシ１０１に固定されている。なお、ボタン型操作部３０用の補強部材７０とボタン型操作部３０Ｌ用の補強部材とを一体化してもよい。また、補強部材７０は、天面側シャーシ１０１に一体形成されていてもよい。

アクチュエータ２０，２０Ｌは、ボタン型操作部３０，３０Ｌの下方に配置されている。アクチュエータ２０とアクチュエータ２０Ｌとは同じ構造である。また、アクチュエータ２０とボタン型操作部３０との接続構成と、アクチュエータ２０Ｌとボタン型操作部３０Ｌとの接続構成も同じである。

アクチュエータ２０，２０Ｌは、圧電アクチュエータであり、平板状のベース基板２１，２１Ｌと平板状の圧電素子２２，２２Ｌとを備える。すなわち、アクチュエータ２０，２０Ｌ並びにベース基板２１，２１Ｌは、平板面を有する。ベース基板２１，２１Ｌは、４２Ｎｉまたはステンレス鋼等の金属、ガラスエポキシ等の樹脂によって形成されている。ベース基板２１，２１Ｌは、弾性が高い方がよい。弾性を高くすることで、振動損失を小さくすることができる。また、ベース基板２１，２１Ｌを絶縁性樹脂によって形成した場合は、圧電素子２２に印加される駆動信号（電圧）が、シャーシ１００やボタン型操作部３０，３０Ｌ等に漏洩することを防止することができる。

圧電素子２２，２２Ｌは、圧電セラミックス等からなる平板状の圧電体と、該圧電体に駆動信号を印加する駆動電極とからなる。すなわち、圧電体は、平板面を有する。圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスを含む材料によって形成されればよく、ニオブ酸カリウムナトリウム等のアルカリニオブ酸系セラミックスなど非鉛系圧電体セラミックスなどを含む材料によって形成されていてもよい。駆動電極は、圧電体の対向する平板面にそれぞれ形成されている。圧電素子２２，２２Ｌは、ｄ３１モードで駆動され、圧電体の平板面に沿って伸縮するように変位する。圧電素子２２，２２Ｌは、ベース基板２１の一方主面に配置されている。

圧電素子２２，２２Ｌの変位により、アクチュエータ２０，２０Ｌは屈曲し、ベース基板２１，２１Ｌの平板面に直交する方向に沿った振動を発生する。

アクチュエータ２０，２０Ｌは、補強部材７０に、ネジ等の固定部材６０によって固定されている。具体的には、ベース基板２１，２１Ｌの周縁部には複数の貫通孔が設けられており、アクチュエータ２０，２０Ｌは当該貫通孔に挿通されている固定部材６０によって補強部材７０に固定されている。アクチュエータ２０，２０Ｌは、補強部材７０における凹部７４が形成されている側に配置されている。そして、アクチュエータ２０，２０Ｌは、ベース基板２１，２１Ｌにおける圧電素子２２，２２Ｌが配置されていない側の面の周縁部が補強部材７０の外周部７１の表面に当接するようにして、補強部材７０に固定されている。

なお、図２では、固定部材６０としてネジを用いた場合を示しているが、固定部材６０として接着剤、接着テープ等を用いてもよい。このようにして、アクチュエータ２０，２０Ｌは、ベース基板２１，２１Ｌの平板面がボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの表面およびボタン型操作部３０，３０Ｌの操作面と略平行になるように保持されている。

このような構造とすることで、アクチュエータ２０，２０Ｌと補強部材７０の内周部７２との間に、凹部７４からなる空隙が形成されている。言い換えれば、アクチュエータ２０，２０Ｌと補強部材７０の内周部７２とが所定間隔で離間されている。

アクチュエータ２０，２０Ｌの中央部と、ボタン型操作部３０，３０Ｌの中央部との間には、補強部材７０の貫通孔７３を挿通するようにして、パッド４０が配置されている。パッド４０の高さは、ベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面を含む平面と、補強部材７０の外周部７１のアクチュエータ２０，２０Ｌが固定されている側の面を含む平面との間の距離と等しくされている。これにより、パッド４０の高さは、ベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータ２０，２０Ｌにおける圧電素子２２，２２Ｌが配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離と等しくされている。

したがって、パッド４０は、高さ方向の一方端がボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌにおけるアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面に当接し、高さ方向の他方端がベース基板２１，２１Ｌに当接した状態で配置されている。この際、ボタン型操作部３０の突起部３２Ａ〜３２Ｄが操作者によって押し込まれていない状態やアクチュエータ２０が駆動していない状態であれば、ボタン型操作部３０、パッド４０、アクチュエータ２０間には、特に力は加わらない。同様に、ボタン型操作部３０Ｌの突起部３２ＡＬ〜３２ＤＬが操作者によって押し込まれていない状態やアクチュエータ２０Ｌが駆動していない状態であれば、ボタン型操作部３０Ｌ、パッド４０、アクチュエータ２０Ｌ間には、特に力は加わらない。

触覚提示装置１０はこのような構造を有するため、操作者が指でボタン型操作部３０，３０Ｌの突起部３２Ａ〜３２Ｄ，３２ＡＬ〜３２ＤＬのいずれかを押して操作したことを検知すると、アクチュエータ２０，２０Ｌが駆動される。この際、例えば、操作されたボタン型操作部３０，３０Ｌに接続されているアクチュエータのみが駆動される。そして、アクチュエータ２０，２０Ｌが駆動されると、アクチュエータ２０，２０Ｌの振動がパッド４０を介してボタン型操作部３０，３０Ｌに伝達され、ボタン型操作部３０，３０Ｌが振動する。すなわち、パッド４０は、アクチュエータ２０，２０Ｌの振動をボタン型操作部３０，３０Ｌに伝達する振動伝達部材である。ボタン型操作部３０，３０Ｌに伝達された振動は、突起部３２Ａ〜３２Ｄ，３２ＡＬ〜３２ＤＬと接触している操作者の指から操作者に伝達される。これにより、ボタン型操作部３０，３０Ｌを操作している操作者へ所定の触覚が提示される。

そして、触覚提示装置１０では、アクチュエータ２０，２０Ｌの平板面とボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの平板面とが略平行であり、これら平板面に直交する方向が振動方向となる。したがって、アクチュエータ２０，２０Ｌの振動を、ボタン型操作部３０，３０Ｌへ効果的に与えることができる。また、アクチュエータ２０，２０Ｌの平板面とボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの平板面とが略平行であることから、シャーシ１００の厚さを薄くすることができ、薄型でありながら、効果的な触覚提示を行うことができる。

なお、アクチュエータ２０，２０Ｌを平面視した際にアクチュエータ２０，２０Ｌの中心となる位置にパッド４０を配置するとよい。これにより、アクチュエータ２０，２０Ｌにおける振動の振幅が最大となる位置にパッド４０が配置されているため、ボタン型操作部３０，３０Ｌへ、より効果的に振動を伝達することができる。さらに、ボタン型操作部３０，３０Ｌを平面視した際のボタン型操作部３０，３０Ｌの中心と、アクチュエータ２０，２０Ｌを平面視した際のアクチュエータ２０，２０Ｌの中心とが、シャーシ１００を天面視した状態で、それぞれ略一致するようにする。これにより、ボタン型操作部３０，３０Ｌへ、より効果的に振動を伝達することができる。したがって、より一層効果的な触覚提示を行うことができる。

ところで、触覚提示装置のような複数の部品からなる構造体では、各部品の製造ばらつきが特性や信頼性に影響を与えることがある。触覚提示装置の場合、上述の課題にも示したように、アクチュエータと、タッチパネルやボタン等の操作入力手段との位置関係が重要である。次に、本実施形態に係る触覚提示装置１０における、アクチュエータ２０の製造ばらつきによる影響について説明する。なお、アクチュエータ２０Ｌについてはアクチュエータ２０と同じ概念を適用できるので、説明を省略する。

図３は、本実施形態の触覚提示装置１０がアクチュエータの製造ばらつきに影響されないことを説明するための図である。図３（Ａ）はアクチュエータ２０’のベース基板２１’が所望の厚さよりも薄い場合を示し、図３（Ｂ）はアクチュエータ２０”のベース基板２１”が所望の厚さよりも厚い場合を示す。なお、図３は、図２と同様に、触覚提示装置１０の側面と平行な面における断面を示している。

上述したように、触覚提示装置１０においては、ボタン型操作部３０が取り付けられている天面側シャーシ１０１にアクチュエータ２０も取り付けられている。アクチュエータ２０は、ベース基板２１における圧電素子２２が配置されていない側の面の周縁部が補強部材７０の外周部７１の表面に当接するように取り付けられている。このため、図３（Ａ）に示すようにアクチュエータ２０’のベース基板２１’が所望の厚さよりも薄い場合であっても、図３（Ｂ）に示すようにアクチュエータ２０”のベース基板２１”が所望の厚さよりも厚い場合であっても、ベース部材３１のアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータにおける圧電素子２２が配置されていない側の面を含む平面との間の距離は変化しない。

したがって、ベース部材３１のアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータにおける圧電素子２２が配置されていない側の面を含む平面との間の距離は、パッド４０の高さと常に一致する。これにより、従来の触覚提示装置のように、アクチュエータのベース基板の製造ばらつきによって、アクチュエータとパッドが接触せずに操作入力手段に振動を伝達することができないという問題やアクチュエータが湾曲するように荷重が加わることでアクチュエータが破壊されてしまうという問題は発生しない。この結果、確実に触覚提示ができ、信頼性の高い触覚提示装置１０を実現することができる。

なお、パッド４０は、端部がアクチュエータ２０，２０Ｌの中央部に当接した状態で配置されており、パッド４０の天面とベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面との間に隙間が形成されていてもよい。すなわち、パッド４０の高さは、ベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータ２０，２０Ｌにおける圧電素子２２，２２Ｌが配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離よりも小さく、かつ操作者の指によってボタン型操作部３０，３０Ｌの突起部３２Ａ〜３２Ｄ，３２ＡＬ〜３２ＤＬのいずれかが押し込まれた際に、パッド４０の天面とベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面とが接触するように設定されていてもよい。この場合、従来の触覚提示装置のように、アクチュエータのベース基板の製造ばらつきによって、アクチュエータとパッドが接触せずに操作入力手段に振動を伝達することができないという問題やアクチュエータが湾曲するように荷重が加わることでアクチュエータが破壊されてしまうという問題は発生しないだけではなく、ボタン型操作部の製造ばらつきやボタン型操作部の天面側シャーシの天面部への取り付け時の組立て精度のばらつきなどにより発生する、ボタン型操作部のベース部材のアクチュエータと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータにおける圧電素子が配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離のばらつきに対応することができる。

また、アクチュエータ２０，２０Ｌの天面側シャーシ１０１への取り付けは、次に示す構造を用いるとよい。なお、アクチュエータ２０Ｌについてはアクチュエータ２０と同じ概念を適用できるので、説明を省略する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０を構成するアクチュエータ２０の外観斜視図である。

アクチュエータ２０のベース基板２１は、平面視して略正方形である。圧電素子２２は、平面視して円形である。圧電素子２２を平面視した際の圧電素子２２の中心とベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心とは一致している。言い換えれば、圧電素子２２を平面視した際の圧電素子２２の中心とベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心とは、アクチュエータ２０を平面視した際のアクチュエータ２０の中心と一致している。

ベース基板２１には、固定用貫通孔２１０が形成されている。固定用貫通孔２１０は、ベース基板２１を平面視した際の四つの角近傍に形成されている。ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心から各固定用貫通孔２１０までの距離Ｒは、同じである。アクチュエータ２０は、これら固定用貫通孔２１０を挿通する固定部材（ネジ）６０によって、補強部材７０に固定されている。なお、図４では四つの固定用貫通孔２１０が形成されていたが、本発明はこれに限るものではない。

図５は、本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０において、固定点の数とボタン型操作部３０における発生力の関係を示すグラフである。ここで、固定点とは、アクチュエータ２０を補強部材７０に固定する点であり、具体的には、固定用貫通孔２１０である。図５において、ボタン型操作部３０における発生力が大きいということは、アクチュエータ２０の振動がボタン型操作部３０に少ない損失で伝達されていることを意味する。図５に示すように、固定点の数を多くするほど、ボタン型操作部３０における発生力は大きくなる。しかしながら、固定点の数が増加するほど、ベース基板２１の固定に要する面積が広くなり、小型化には不利となる。そこで、図５から分かるように、固定点数の増加に対するボタン型操作部３０における発生力の増加量が徐々に少なくなるため、必要な発生力が得られる範囲で、固定点の数を、適宜最小値に設定するとよい。これにより、必要な発生力の確保と小型化とを両立することができる。

また、図５では、アクチュエータ２０を平面視した際のアクチュエータ２０の中心を基準にして各固定点を回転対称に配置した場合を示しており、このような回転対称に固定点を配置することで、上述の効果を確実に得ることができる。

さらに、図４に示すように、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心から各固定点（固定用貫通孔２１０）までの距離Ｒは、同じにすることが望ましい。これは、ボタン型操作部３０における発生力は、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心から最も近い距離に位置する固定点に影響されるため、当該距離に存在する固定点の数に発生力が影響を受けるからである。

また、図５の結果は、固定部材６０がネジである場合を示しているが、他の固定方法であっても同様の作用・効果を得ることができる。例えば、固定部材６０が接着テープである場合であれば、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心からの距離が一定である接着テープの数、固定部材６０が接着剤である場合であれば、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心からの距離が一定である接着剤の塗布箇所の数が、固定点の数に相当する。

なお、アクチュエータ２０の振動の振幅は、駆動信号の大きさ（電圧）が同じであれば、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心からの距離が長くなるほど大きくなる。一方で、発生力は、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の距離が長くなるほど小さくなる。これらの条件を考慮し、触覚提示装置１０として必要な振動をボタン型操作部３０が与えられるように、ベース基板２１を平面視した際のベース基板２１の中心から各固定点（固定用貫通孔２１０）までの距離Ｒを設定するとよい。

さらに、パッド４０は、アクチュエータ２０への接触面積を適宜設定するとよい。図６は、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積と、ボタン型操作部３０に与える変位量との関係を示す図である。図６に示すように、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積が小さくなるほど、ボタン型操作部３０に与える変位量は大きくなる。この点では、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積は、できる限り小さい方がよい。しかしながら、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積が小さすぎると、パッド４０が非常に小型となるために取り扱いが困難になり、製造時の作業効率が低下してしまう可能性がある。したがって、現実的には、パッド４０とアクチュエータ２０との接触面積が１ｍｍ^２程度になるように、パッド４０の形状を決定するとよい。

このように、アクチュエータ２０の固定態様およびパッド４０の設置態様を、さらに厳密に設定することで、上述の信頼性等の作用効果とともに、より効率的に触覚を提示する触覚提示装置を実現することができる。

また、図４では平面視して略正方形のベース基板２１に平面視して円形の圧電素子２２を配置したアクチュエータ２０を例に示したが、図７に示すような形状のアクチュエータ２０Ａを用いてもよい。図７は、本発明の第１の実施形態に係る触覚提示装置１０の変形例であり、アクチュエータ２０と異なる構造であるアクチュエータ２０Ａの外観斜視図である。アクチュエータ２０Ａは、ベース基板２１Ａと、圧電素子２２Ａとを備える。ベース基板２１Ａは、平面視して矩形状である。圧電素子２２Ａは、平面視して矩形状である。ベース基板２１Ａの一方主面には、圧電素子２２Ａが配置されている。圧電素子２２Ａの長さは、ベース基板２１Ａの長さよりも短い。圧電素子２２Ａの幅は、ベース基板２１Ａの幅と略同じである。圧電素子２２Ａを平面視した際の圧電素子２２Ａの中心とベース基板２１Ａを平面視した際のベース基板２１Ａの中心とは、略一致している。ベース基板２１Ａには、固定用貫通孔２１０Ａが形成されている。固定用貫通孔２１０Ａは、ベース基板２１Ａを平面視した際の四つの角近傍に形成されている。ベース基板２１Ａを平面視した際のベース基板２１Ａの中心から各固定用貫通孔２１０Ａまでの距離Ｒは、同じである。このような構成であっても、上述のアクチュエータ２０と同じ作用効果を得ることができる。

さらに、本実施形態の構造では、次のような効果が得られる。ボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌと補強部材７０との間隔は、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下になっている。また、補強部材７０の内周部７２とアクチュエータ２０，２０Ｌとの間隔（凹部７４の深さ）も、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下になっている。

最大許容たわみ量とは、アクチュエータ２０，２０Ｌを構成する圧電素子２２，２２Ｌが平板面に直交する方向へ屈曲した場合に、圧電素子２２，２２Ｌを構成する圧電体が破壊する臨界の屈曲量（平板面に直交する方向の長さ）を意味している。すなわち、最大許容たわみ量よりも大きな屈曲が生じると、圧電体が破壊されてしまう。

しかしながら、ボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌと補強部材７０との間隔がアクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下にすることで、ボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの沈み込み量は補強部材７０によって規制される。これにより、このボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの沈み込みにより発生する押圧力によるアクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲は、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下となる。したがって、このような押圧力が加わっても、アクチュエータ２０，２０Ｌの圧電体の破壊を防止することができる。この際、圧電素子２２，２２Ｌと、底面側シャーシ１０２の内面との距離を、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量よりも大きくすれば、ボタン型操作部３０，３０Ｌのベース部材３１，３１Ｌの沈み込みにより発生する押圧力によるアクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲により、圧電素子２２，２２Ｌが底面側シャーシ１０２へ接触することもない。したがって、アクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲による圧電体の破壊を、より確実に防止することができる。

また、外部から衝撃が加わった場合、アクチュエータ２０，２０Ｌがボタン型操作部３０，３０Ｌ側に屈曲することがある。しかしながら、アクチュエータ２０，２０Ｌと補強部材７０の内周部７２との間隔がアクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下であれば、アクチュエータ２０，２０Ｌのたわみ量は補強部材７０の内周部７２によって規制される。これにより、この外力によるアクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲は、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下となる。したがって、このような外力が加わっても、アクチュエータ２０，２０Ｌの圧電体の破壊を防止することができる。この際、アクチュエータ２０，２０Ｌが屈曲しても、圧電素子２２，２２Ｌが補強部材７０に接触することはない。したがって、アクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲による圧電体の破壊を、より確実に防止することができる。また、パッド４０の天面とベース部材３１，３１Ｌのアクチュエータ２０，２０Ｌと対向している側の面との間に隙間が形成されている場合には、パッド４０の高さからアクチュエータ２０，２０Ｌと補強部材７０との間の距離と補強部材７０の厚みとを差し引いた間隔が、アクチュエータ２０，２０Ｌの最大許容たわみ量以下であれば、アクチュエータ２０，２０Ｌの屈曲による圧電体の破壊を確実に防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａについて、図を参照して説明する。図８は、本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａの構造を示す断面図である。図８は、触覚提示装置１０Ａの側面と平行な面における断面を示している。

図８に示す本実施形態の触覚提示装置１０Ａは、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０とほぼ同様の構成を有しているが、シャーシ１００Ａと、ボタン型操作部３０Ａと、緩衝材５１Ａの構造が異なる。

ボタン型操作部３０Ａは、ベース部材３１Ａと、突起部３２Ａ〜３２Ｄとを備える。ベース部材３１Ａにおける突起部３２Ａ〜３２Ｄが形成されている側の面とは反対側の面には、隆起部３３が形成されている。隆起部３３は、外径形状が球面の一部分を切り取ったような形状である。隆起部３３の最も隆起している位置は、ベース部材３１Ａの中央部の位置と略一致する。

ボタン型操作部３０Ａの隆起部３３の最も隆起している位置は、パッド４０に当接している。この際、隆起部３３とパッド４０とは、接着されていない。さらには、隆起部３３の表面とパッド４０との間の摩擦を小さくし、隆起部３３がパッド４０表面で摺動するように配置することが好ましい。

シャーシ１００Ａは、天面側シャーシ１０１Ａと底面側シャーシ１０２とから構成されている。底面側シャーシ１０２は、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０と同じである。天面側シャーシ１０１Ａの側面部１１０２Ａは、第１の実施形態に示した天面側シャーシ１０１の側面部１１０２よりも高く（厚く）形成されている。また、緩衝材５１Ａの厚みも隆起部３３の高さに応じて適宜調整されている。

このような構成であっても、上述の効果が得られるとともに、次に示すさらなる効果が得られる。図９は、操作者が触覚提示装置１０Ａのボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａを押した状態での断面図である。図９は、図８と同じく、触覚提示装置１０Ａの側面と平行な面における断面を示している。なお、図９では、底面側シャーシ１０２を省略している。

図９に示すように、操作者の指によってボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａが押し込まれると、ボタン型操作部３０Ａは、シャーシ１０１Ａ内に沈み込もうとする。パッド４０と隆起部３３とは接着されていないので、隆起部３３はパッド４０の表面を滑り、ボタン型操作部３０Ａは側面断面に直交する方向を軸として回動する。より具体的には、ボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａ側がシャーシ１０１Ａ内に沈み込むことで、突起部３２Ｃ側がシャーシ１０１Ａから外部に向かってより突出しようとする。ここで、緩衝材５０の弾性限界（変形限界）を超えると、ボタン型操作部３０Ａの回動は停止する。

この状態で、ボタン型操作部３０Ａが固定されると、アクチュエータ２０からの振動に対して、パッド４０と隆起部３３との接触点が力点Ｍとなる。また、ボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ｃ側のベース部材３１Ａの端部が緩衝材５０を介して天面側シャーシ１０１Ａの内面に接触する点が支点Ｊとなる。これにより、操作者の指が突起部３２Ａに接触する点が作用点Ｉとなる。

これにより、アクチュエータ２０からの振動は、パッド４０とボタン型操作部３０Ａとを介して、操作者の指へ効果的に伝達される。これにより、上述の第１の実施形態に示した触覚提示装置１０よりも効率的に触覚を提示することができる。

ところで、このような触覚提示装置は、例えばゲームコントローラ等に用いられ、図１０に示すように、操作者が取り扱うことが多い。図１０は、触覚提示装置を操作者が取り扱う態様を示す図である。図１０に示すように、操作者は両手で触覚提示装置１０（１０Ａ）を把持する。そして、操作者は、両手の親指で、それぞれのボタン型操作部３０（３０Ａ），３０Ｌを押す。この際、操作者は、操作したい内容に応じて概ね、ボタン型操作部３０（３０Ａ），３０Ｌの一つの突起部を選択して押す。したがって、通常、操作者の指によって押し込まれる突起部は、それぞれのボタン型操作部３０（３０Ａ），３０Ｌにおいて一つである。

上述の構成では、ボタン型操作部３０（３０Ａ）において、操作者の指によって押し込まれている突起部（例えば突起部３２Ａ）だけではなく、押し込まれていない突起部（例えば突起部３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ）にも振動は伝達する。しかしながら、操作者の指が接触している突起部は一つであり、少なくともこの突起部に振動を伝達できればよい。したがって、押し込まれていない突起部に振動が伝達されても、押し込まれていない突起部を介して操作者に触覚を与えることはない。すなわち、触覚上は、操作して押し込まれている突起部のみから振動を得ているようにすることができる。

また、第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａにおいて、第１の実施形態に示したようにボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａ〜３２Ｄのいずれか１つを強く押し込んでも、第１の実施形態と同様に、アクチュエータ２０を保護することができる。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る触覚提示装置１０Ａのボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａが、操作者の指によって強く押し込まれた状態を示す断面図である。

図１１に示すように、操作者の指によってボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａが押し込まれた場合、ボタン型操作部３０Ａは回動しながら、例えば隆起部３３が補強部材７０に当接する。したがって、ボタン型操作部３０Ａの突起部３２Ａ〜３２Ｄのいずれか１つが押し込まれてから、隆起部３３が補強部材７０に当接するまでの距離を、最大許容たわみ量以下に設定する。これにより、ボタン型操作部３０Ａを押し込みすぎても、アクチュエータ２０の破壊を防止することができる。

次に、本発明の第３の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｂについて、図を参照して説明する。図１２は、本発明の第３の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｂの構造を示す断面図である。図１２は、触覚提示装置１０Ｂの側面と平行な面における断面を示している。

図１２に示す本実施形態の触覚提示装置１０Ｂは、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０とほぼ同様の構成を有しているが、補強部材７０Ｂの構造が異なる。

補強部材７０Ｂは、補強部材７０と同様に平板状であり、外周部７１と内周部７２とを備える。外周部７１と内周部７２とは厚さが異なり、外周部７１は内周部７２よりも厚く形成されている。この厚さの差により、補強部材７０の一方の面には、所定深さ（高さ）の凹部７４が形成されている。補強部材７０Ｂを平面視した際の中央部には、貫通孔７３が形成されている。言い換えれば、内周部７２の中央に貫通孔７３が形成されている。補強部材７０Ｂは、貫通孔７３を囲むように形成されている、隆起部７２０を備える。隆起部７２０は、補強部材７０Ｂの平板面（ボタン型操作部３０のベース部材３１と対向している側の面）とボタン型操作部３０のベース部材３１の補強部材７０Ｂと対向している側の面との間隔と同じ高さで形成されている。隆起部７２０の先端は、断面が半円形となる形状に形成されている。このような構成とすることで、隆起部７２０の先端を支点として、第２の実施形態と同様に、ボタン型操作部３０を回動させることができる。

このように、本実施形態の構成を用いることでも、ボタン型操作部３０を回動させることができ、第２の実施形態と同様に、効果的な触覚の提示を行うことができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｃについて、図を参照して説明する。図１３は、本発明の第４の実施形態に係る触覚提示装置１０Ｃの構造を示す断面図である。図１３は、触覚提示装置１０Ｃの側面と平行な面における断面を示している。

図１３に示す本実施形態の触覚提示装置１０Ｃは、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０とほぼ同様の構成を有しているが、補強部材７０が省略されている。

シャーシ１００Ｃは、天面側シャーシ１０１と底面側シャーシ１０２Ｃとから構成されている。天面側シャーシ１０１は、第１の実施形態に係る触覚提示装置１０と同じである。底面側シャーシ１０２Ｃの側面部１２０２Ｃは、第１の実施形態に示した底面側シャーシ１０２の側面部１２０２よりも低く形成されている。アクチュエータ２０Ｃは、圧電アクチュエータであり、平板状のベース基板２１Ｃと平板状の圧電素子２２Ｃとを備える。アクチュエータ２０Ｃは、天面側シャーシ１０１の第１固定面１１０３に、ネジ等の固定部材６０によって固定されている。アクチュエータ２０Ｃは、ベース基板２１Ｃにおける圧電素子２２Ｃが配置されていない側の面の周縁部が第１固定面１１０３に当接するようにして、天面側シャーシ１０１に固定されている。アクチュエータ２０Ｃは、ボタン型操作部３０と対向している側の面と反対側の面に圧電素子２２Ｃが配置されるように、天面側シャーシ１０１に固定されている。

アクチュエータ２０Ｃの中央部とボタン型操作部３０の中央部との間には、パッド４０Ｃが配置されている。パッド４０Ｃの高さは、ボタン型操作部３０におけるベース部材３１のアクチュエータ２０Ｃと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータ２０Ｃのベース基板２１Ｃにおける圧電素子２２Ｃが配置されている側の面と反対側の面を含む平面との間の距離と等しくされている。また、パッド４０Ｃの高さは、ボタン型操作部３０におけるベース部材３１のアクチュエータ２０Ｃと対向している側の面を含む平面と、天面側シャーシ１０１の第１固定面１１０３を含む平面との間の距離と等しくされている。

なお、パッド４０Ｃは、端部がアクチュエータ２０Ｃの中央部に当接した状態で配置されており、パッド４０Ｃの天面とベース部材３１のアクチュエータ２０Ｃと対向している側の面との間に隙間が形成されていてもよい。すなわち、パッド４０Ｃの高さは、ベース部材３１のアクチュエータ２０Ｃと対向している側の面を含む平面と、アクチュエータ２０Ｃにおける圧電素子２２Ｃが配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離よりも小さく、かつ操作者の指によってボタン型操作部３０の突起部３２Ａ〜３２Ｄのいずれかが押し込まれた際に、パッド４０Ｃの天面とベース部材３１のアクチュエータ２０Ｃと対向している側の面とが接触するように設定されていてもよい。

このような構成であっても、上述の製造ばらつきによってアクチュエータとパッドとが接触せずにボタン型操作部に振動を伝達することができないという問題やアクチュエータが湾曲するように荷重が加わることでアクチュエータが破壊されてしまうという問題を解決することができる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：触覚提示装置、
２０，２０’，２０”，２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｌ：アクチュエータ、
２１，２１’，２１”，２１Ａ，２１Ｃ，２１Ｌ：ベース基板、
２２，２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｌ：圧電素子、
３０，３０Ａ，３０Ｌ：ボタン型操作部、
３１，３１Ａ，３１Ｌ：ベース部材、
３２Ａ〜３２Ｄ，３２ＡＬ〜３２ＤＬ：突起部、
３３：隆起部、
４０，４０Ｃ：パッド、
５０，５１，５１Ａ：緩衝材、
６０：固定部材、
７０，７０Ｂ：補強部材、
７１：外周部、
７２：内周部、
７３：貫通孔、
７４：凹部、
７２０：隆起部、
１００，１００Ａ，１００Ｃ：シャーシ、
１０１，１０１Ａ：天面側シャーシ、
１１０Ａ：天面側内部空間、
１１１Ａ〜１１１Ｄ，１１１ＡＬ〜１１１ＤＬ：天面側開口部、
１０２，１０２Ｃ：底面側シャーシ、
１２０：底面側内部空間、
１１０１：天面部、
１１０２，１１０２Ａ，１２０２，１２０２Ｃ：側面部、
１１０３：第１固定面、
１２０１：底面部

Claims (15)

1. 天面側シャーシと底面側シャーシとからなり、内部空間を有するシャーシと、
   前記天面側シャーシに固定されており、操作面を有するボタン型操作部と、
   前記内部空間に配置されているアクチュエータと、
   前記アクチュエータと前記ボタン型操作部との間に配置されている振動伝達部材と、を備えた触覚提示装置であって、
   前記天面側シャーシは、前記ボタン型操作部の操作面が外部へ露出するように形成されている天面側開口部を有する天面部と、前記天面部の周縁部に形成されている側面部とを備え、
   前記アクチュエータは、前記天面側シャーシの前記側面部に固定されており、
   前記振動伝達部材は、少なくとも一方端が前記アクチュエータに当接した状態で配置されている、触覚提示装置。
2. 前記アクチュエータは圧電素子を有し、
   前記振動伝達部材は、前記ボタン型操作部における前記アクチュエータと対向している側の面を含む平面と、前記アクチュエータにおける前記圧電素子が配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離と等しい高さを有する、請求項１に記載の触覚提示装置。
3. 前記アクチュエータは圧電素子を有し、
   前記振動伝達部材は、前記ボタン型操作部における前記アクチュエータと対向している側の面を含む平面と、前記アクチュエータにおける前記圧電素子が配置されている側とは反対側の面を含む平面との間の距離よりも小さい高さを有する、請求項１に記載の触覚提示装置。
4. 前記アクチュエータは平板状であって平板面を有し、前記ボタン型操作部と対向している側の面の一部が前記天面側シャーシに固定されている、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の触覚提示装置。
5. 前記ボタン型操作部は、
   平板状のベース部材と、
   該ベース部材に一体化され、前記天面側開口部から外部へ露出する少なくとも一つの突起部とを備え、
   前記アクチュエータの平板面と前記ベース部材の平板面とが略平行であり、
   前記アクチュエータは、これら平板面に直交する方向が振動方向である振動モードを有する、請求項４に記載の触覚提示装置。
6. 前記ベース部材は、前記アクチュエータと対向する側の略中央に隆起部を備える、請求項５に記載の触覚提示装置。
7. 前記振動伝達部材は、前記アクチュエータを平面視した際に前記アクチュエータの中心となる位置に当接した状態で配置されており、
   前記アクチュエータの周縁部が前記天面側シャーシに固定されている、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の触覚提示装置。
8. 前記天面側シャーシの側面部は、前記天面部の周縁部側の部分と中央部側の部分とを有し、前記天面部の周縁部側の部分は中央部側の部分よりも厚く、前記天面部の中央部側の部分は前記天面部と平行な第１固定面を有し、
   前記アクチュエータの周縁部が前記第１固定面に固定されている、請求項７に記載の触覚提示装置。
9. 前記振動伝達部材は、前記ボタン型操作部における前記アクチュエータと対向している側の面を含む平面と、前記第１固定面を含む平面との間の距離と等しい高さを有する、請求項８に記載の触覚提示装置。
10. 前記振動伝達部材は、前記ボタン型操作部における前記アクチュエータと対向している側の面を含む平面と、前記第１固定面を含む平面との間の距離よりも小さい高さを有する、請求項８に記載の触覚提示装置。
11. 前記振動伝達部材は、絶縁性を有する、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の触覚提示装置。
12. 前記アクチュエータと前記ボタン型操作部との間に、前記アクチュエータおよび前記ボタン型操作部に対して離間して配置され、前記振動伝達部材が挿通される貫通孔を有する補強部材を備え、
    前記アクチュエータは、前記補強部材を介して前記天面側シャーシに固定されている、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の触覚提示装置。
13. 前記アクチュエータと前記補強部材との間隔、および、前記ボタン型操作部と前記補強部材との間隔、または、振動伝達部材の高さからアクチュエータと補強部材との間の距離と補強部材の厚みとを差し引いた間隔は、前記アクチュエータの最大許容たわみ量以下である、請求項１２に記載の触覚提示装置。
14. 前記補強部材は、前記天面側シャーシに一体形成されている、請求項１２または請求項１３に記載の触覚提示装置。
15. 前記補強部材は、前記ボタン型操作部に当接する隆起部を備える、請求項１２乃至請求項１４のいずれかに記載の触覚提示装置。

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