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JP6939819B2 - Tactile presentation device - Google Patents
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Description

本発明は、触感提示装置に関する。 The present invention relates to a tactile presentation device.

使用者に対して触感をフィードバックする触感提示装置として、ラテラルフォースフィールド(水平方向の力場)という現象に基づいて触感を提示する装置の研究が進められている。この種の触感提示装置は、人間の皮膚が面方向(水平方向)の振動を触感として認識する現象を利用するものであり、水平方向の振動を変化させることで、平面を凸面や凹面として認識させる。例えば、特許文献1には、人間の皮膚の面方向に振動する誘電エラストマーアクチュエータを備える触感提示装置が開示されている。 As a tactile sensation presenting device that feeds back the tactile sensation to the user, research is being conducted on a device that presents the tactile sensation based on a phenomenon called a lateral force field (horizontal force field). This type of tactile presentation device utilizes the phenomenon that human skin recognizes vibration in the surface direction (horizontal direction) as tactile sensation, and recognizes a plane as a convex or concave surface by changing the vibration in the horizontal direction. Let me. For example, Patent Document 1 discloses a tactile presentation device including a dielectric elastomer actuator that vibrates in the plane direction of human skin.

特表2012−515987号公報Special Table 2012-515987

誘電エラストマーアクチュエータの面方向の振動を人体に触感として認識させるように伝達するためには、誘電エラストマーアクチュエータを人体に密着させる必要がある。しかしながら、特許文献1の触感提示装置は、剛性を有するフレームに誘電エラストマーアクチュエータが取り付けられた構造であるため、誘電エラストマーアクチュエータを人体の表面形状に合わせて密着させることや人体の動きに追従して密着させることが難しい。こうした問題は、触感提示装置をウェアラブルな装置として適用した場合に、より顕著になる。 In order to transmit the vibration in the surface direction of the dielectric elastomer actuator so as to be recognized by the human body as a tactile sensation, it is necessary to bring the dielectric elastomer actuator into close contact with the human body. However, since the tactile sensation presenting device of Patent Document 1 has a structure in which the dielectric elastomer actuator is attached to a rigid frame, the dielectric elastomer actuator is brought into close contact with the surface shape of the human body and follows the movement of the human body. Difficult to adhere. These problems become more prominent when the tactile presentation device is applied as a wearable device.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誘電エラストマーアクチュエータの面方向の振動を触感として認識させる触感提示装置に関して、指や腕等の装着部位に対する誘電エラストマーアクチュエータの密着性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to attach a dielectric elastomer actuator to a mounting portion such as a finger or an arm with respect to a tactile sensation presenting device that recognizes vibration in the surface direction of the dielectric elastomer actuator as a tactile sensation. It is to improve the sex.

上記課題を解決する触感提示装置は、印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、前記誘電エラストマーアクチュエータが積層される基材を備え、前記基材は、湾曲可能に構成されるとともに、前記基材における前記誘電エラストマーアクチュエータが積層された部分は、積層された前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮方向に伸縮可能に構成されている。 The tactile presentation device that solves the above problems is a tactile presentation device that includes a sheet-shaped dielectric elastomer actuator that expands and contracts in the plane direction according to an applied voltage, and recognizes vibrations due to expansion and contraction of the dielectric elastomer actuator as tactile sensations. A base material on which the dielectric elastomer actuator is laminated is provided, the base material is configured to be bendable, and a portion of the base material on which the dielectric elastomer actuator is laminated is expanded and contracted. It is configured to expand and contract in the direction.

上記構成によれば、誘電エラストマーアクチュエータが積層される基材は、誘電エラストマーアクチュエータの振動方向に伸縮可能な柔軟性を有している。そのため、誘電エラストマーアクチュエータは、基材に積層された状態であっても、基材とともに振動方向に伸縮することにより、その振動を人体に伝達できる。 According to the above configuration, the base material on which the dielectric elastomer actuator is laminated has flexibility that allows expansion and contraction in the vibration direction of the dielectric elastomer actuator. Therefore, the dielectric elastomer actuator can transmit the vibration to the human body by expanding and contracting in the vibration direction together with the base material even when it is laminated on the base material.

加えて、基材は湾曲可能な柔軟性を有している。そのため、誘電エラストマーアクチュエータ及び基材が人体の表面の形状に合わせて変形することにより、人体に対して誘電エラストマーアクチュエータを広範囲で密着させることができる。さらに、誘電エラストマーアクチュエータ及び基材が人体の動きに追従して変形することにより、人体を動かした場合にも密着性を維持できる。 In addition, the substrate has curvable flexibility. Therefore, the dielectric elastomer actuator and the base material are deformed according to the shape of the surface of the human body, so that the dielectric elastomer actuator can be brought into close contact with the human body in a wide range. Further, since the dielectric elastomer actuator and the base material are deformed according to the movement of the human body, the adhesion can be maintained even when the human body is moved.

上記触感提示装置において、前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分の内面に積層されていることが好ましい。
上記構成によれば、装着部位に対して誘電エラストマーアクチュエータを適切な圧力で押し付けた状態とすることが容易である。これにより、誘電エラストマーアクチュエータの振動を指等の細い装着部位に効率的に伝達できる。
In the tactile presentation device, it is preferable that the base material has an annular portion having an annular cross section, and the dielectric elastomer actuator is laminated on the inner surface of the annular portion.
According to the above configuration, it is easy to press the dielectric elastomer actuator against the mounting portion with an appropriate pressure. As a result, the vibration of the dielectric elastomer actuator can be efficiently transmitted to a thin mounting portion such as a finger.

上記触感提示装置において、前記誘電エラストマーアクチュエータは、その面方向において、特定の第1方向に相対的に大きく伸長するように構成されていることが好ましい。
上記構成によれば、その面方向の全方向に等しく伸長する誘電エラストマーアクチュエータと比較して、同じ電圧を印加した際に、誘電エラストマーアクチュエータにおける指との接触点の移動量が大きくなり、触感提示装置の出力が向上する。
In the tactile presentation device, it is preferable that the dielectric elastomer actuator is configured to extend relatively significantly in a specific first direction in the plane direction thereof.
According to the above configuration, when the same voltage is applied, the amount of movement of the contact point with the finger in the dielectric elastomer actuator becomes larger than that of the dielectric elastomer actuator that extends equally in all directions in the plane direction, and the tactile sensation is presented. The output of the device is improved.

上記触感提示装置において、前記第1方向が背中合わせとなるように配置された2個の前記誘電エラストマーアクチュエータからなるアクチュエータ対を備えることが好ましい。 In the tactile presentation device, it is preferable to include an actuator pair composed of the two dielectric elastomer actuators arranged so that the first direction is back to back.

上記構成によれば、アクチュエータ対を構成する2個の誘電エラストマーアクチュエータの振動を重ねることにより指の皮膚を強く引っ張ることができ、誘電エラストマーアクチュエータの振動を効率的に触感として認識させることができる。 According to the above configuration, the skin of the finger can be strongly pulled by superimposing the vibrations of the two dielectric elastomer actuators constituting the actuator pair, and the vibrations of the dielectric elastomer actuators can be efficiently recognized as a tactile sensation.

上記触感提示装置において、前記基材は、引張弾性率が低い低弾性領域と、前記低弾性領域よりも引張弾性率が高い高弾性領域とを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータは、少なくとも一部が前記低弾性領域に配置されていることが好ましい。この場合、前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域と前記高弾性領域とに跨って配置されていることが特に好ましい。 In the tactile presentation device, the base material has a low elastic region having a low tensile elastic modulus and a high elastic region having a higher tensile elastic modulus than the low elastic region, and at least a part of the dielectric elastomer actuator is said to be said. It is preferably arranged in a low elastic region. In this case, it is particularly preferable that the dielectric elastomer actuator is arranged so as to straddle the low elastic region and the high elastic region.

上記構成によれば、基材の一部に振動し難い部分(高弾性領域)が設けられている。これにより、誘電エラストマーアクチュエータの振動エネルギーが基材全体に分散されて、人体に伝達される振動が弱まってしまうことを抑制できる。したがって、誘電エラストマーアクチュエータの振動を人体に効率的に伝達できる。 According to the above configuration, a portion (highly elastic region) that is difficult to vibrate is provided in a part of the base material. As a result, it is possible to prevent the vibration energy of the dielectric elastomer actuator from being dispersed over the entire base material and weakening the vibration transmitted to the human body. Therefore, the vibration of the dielectric elastomer actuator can be efficiently transmitted to the human body.

上記触感提示装置において、前記基材は、弧状に湾曲するとともに周方向に伸縮可能な前記低弾性領域と、前記低弾性領域の周方向の両端部の変位を制限する前記高弾性領域とを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域に設けられていることが好ましい。 In the tactile presentation device, the base material includes the low elastic region that is curved in an arc shape and expands and contracts in the circumferential direction, and the high elastic region that limits the displacement of both ends of the low elastic region in the circumferential direction. , The dielectric elastomer actuator is preferably provided in the low elastic region.

上記構成によれば、誘電エラストマーアクチュエータの面方向の振動に加えて、面直方向の振動も発生させることが可能であり、使用者に対して、より多様な触感を提示できる。 According to the above configuration, it is possible to generate vibration in the direction perpendicular to the surface in addition to vibration in the surface direction of the dielectric elastomer actuator, and it is possible to present a wider variety of tactile sensations to the user.

上記触感提示装置において、前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分に対して、前記環状部分の周方向に分離して複数、配置され、複数の前記誘電エラストマーアクチュエータに対して、それぞれ独立して電圧を印加可能であることが好ましい。 In the tactile presentation device, the base material has an annular portion having an annular cross section, and a plurality of the dielectric elastomer actuators are arranged with respect to the annular portion separately in the circumferential direction of the annular portion. It is preferable that a voltage can be applied to each of the plurality of dielectric elastomer actuators independently.

上記構成によれば、誘電エラストマーアクチュエータの面方向の振動に加えて、面直方向の振動も発生させることが可能であり、使用者に対して、より多様な触感を提示できる。 According to the above configuration, it is possible to generate vibration in the direction perpendicular to the surface in addition to vibration in the surface direction of the dielectric elastomer actuator, and it is possible to present a wider variety of tactile sensations to the user.

上記触感提示装置において、前記基材には、装着状態を調節する調節部が設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、指等の装着部位の太さに合わせて装着状態を調節できるため、装着適合性が高い触感提示装置となる。
In the tactile sensation presenting device, it is preferable that the base material is provided with an adjusting portion for adjusting the wearing state.
According to the above configuration, the mounting state can be adjusted according to the thickness of the mounting portion such as a finger, so that the tactile sensation presenting device has high mounting compatibility.

上記触感提示装置において、指を装着部位とし、前記誘電エラストマーアクチュエータは、指の周方向に伸縮することが好ましい。
上記構成によれば、誘電エラストマーアクチュエータの振動を効率的に触感として認識させることができる。
In the tactile presentation device, it is preferable that the finger is used as a mounting portion and the dielectric elastomer actuator expands and contracts in the circumferential direction of the finger.
According to the above configuration, the vibration of the dielectric elastomer actuator can be efficiently recognized as a tactile sensation.

本発明によれば、誘電エラストマーアクチュエータの面方向の振動を触感として認識させる触感提示装置に関して、人体に対する誘電エラストマーアクチュエータの密着性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the adhesion of the dielectric elastomer actuator to the human body with respect to the tactile sensation presenting device that recognizes the vibration in the surface direction of the dielectric elastomer actuator as a tactile sensation.

第1実施形態の触感提示装置の概略図。The schematic diagram of the tactile sensation presenting apparatus of 1st Embodiment. 誘電エラストマーアクチュエータの概略図。The schematic diagram of the dielectric elastomer actuator. 基材の環状部分の断面図。Sectional drawing of the annular part of a base material. 基材の環状部分の内面側を示す斜視図。The perspective view which shows the inner surface side of the annular part of a base material. 第2実施形態の触感提示装置の環状部分の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of an annular portion of the tactile sensation presenting device of the second embodiment. 変更例の触感提示装置の環状部分の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of an annular portion of the tactile sensation presenting device of the modified example. 変更例の触感提示装置の環状部分の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of an annular portion of the tactile sensation presenting device of the modified example. 第3実施形態の触感提示装置の側面図。The side view of the tactile sensation presenting apparatus of 3rd Embodiment. 図8の9−9線断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line 9-9. 調節部を備える基材の説明図。Explanatory drawing of the base material provided with the adjustment part. 調節部を備える基材の説明図。Explanatory drawing of the base material provided with the adjustment part.

(第1実施形態)
以下、触感提示装置の第1実施形態について説明する。
図1に示すように、触感提示装置10Aは、使用者の指に装着される袋状の基材11と、基材11の内面に積層された矩形シート状の誘電エラストマーアクチュエータ12(DEA:Dielectric Elastomer Actuator)とを備えている。
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment of the tactile sensation presenting device will be described.
As shown in FIG. 1, the tactile presentation device 10A includes a bag-shaped base material 11 attached to a user's finger and a rectangular sheet-shaped dielectric elastomer actuator 12 (DEA: Dielectric) laminated on the inner surface of the base material 11. Elastomer Actuator) and.

基材11は、湾曲可能かつ面方向全体に伸縮可能な柔軟材料により構成されている。基材11を構成する柔軟材料としては、例えば、シリコーンやウレタン等のエラストマー、ストレッチ生地が挙げられる。基材11は、断面環状の環状部分11aを有し、この環状部分11aの内面にDEA12が積層された状態で固定されている。 The base material 11 is made of a flexible material that is bendable and stretchable in the entire plane direction. Examples of the flexible material constituting the base material 11 include elastomers such as silicone and urethane, and stretch fabrics. The base material 11 has an annular portion 11a having an annular cross section, and the DEA 12 is laminated and fixed on the inner surface of the annular portion 11a.

図2に示すように、DEA12は、誘電エラストマーからなるシート状の誘電層20と、誘電層20の厚さ方向の両側に配置された電極層としての正極電極21及び負極電極22とが複数、積層された多層構造体である。DEA12の最外層には絶縁層23が積層されている。誘電エラストマーアクチュエータ12は、正極電極21と負極電極22との間に直流電圧が印加されると、印加電圧の大きさに応じて、誘電層20が厚さ方向に圧縮されるとともに誘電層20の面に沿った方向(DEA12の面方向)に伸張するように変形する。 As shown in FIG. 2, the DEA 12 includes a sheet-shaped dielectric layer 20 made of a dielectric elastomer, and a plurality of positive electrode electrodes 21 and negative electrode 22 as electrode layers arranged on both sides of the dielectric layer 20 in the thickness direction. It is a laminated multi-layer structure. An insulating layer 23 is laminated on the outermost layer of the DEA 12. In the dielectric elastomer actuator 12, when a DC voltage is applied between the positive electrode 21 and the negative electrode 22, the dielectric layer 20 is compressed in the thickness direction and the dielectric layer 20 is compressed according to the magnitude of the applied voltage. It is deformed so as to extend in the direction along the surface (the surface direction of DEA12).

誘電層20を構成する誘電エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のDEAに用いられる誘電エラストマーを用いることができる。上記誘電エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら誘電エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。誘電層20の厚さは、例えば、20〜200μmである。 The dielectric elastomer constituting the dielectric layer 20 is not particularly limited, and a known dielectric elastomer used for DEA can be used. Examples of the dielectric elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One of these dielectric elastomers may be used, or a plurality of types may be used in combination. The thickness of the dielectric layer 20 is, for example, 20 to 200 μm.

正極電極21及び負極電極22を構成する材料としては、例えば、導電エラストマー、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック(登録商標)、金属蒸着膜が挙げられる。上記導電エラストマーとしては、例えば、絶縁性高分子及び導電性フィラーを含有する導電エラストマーが挙げられる。 Examples of the material constituting the positive electrode 21 and the negative electrode 22 include a conductive elastomer, carbon nanotubes, Ketjen Black (registered trademark), and a metal vapor deposition film. Examples of the conductive elastomer include a conductive elastomer containing an insulating polymer and a conductive filler.

上記絶縁性高分子としては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁性高分子のうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。上記導電性フィラーとしては、例えば、ケッチェンブラック(登録商標)、カーボンブラック、銅や銀等の金属粒子が挙げられる。これら導電性フィラーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。正極電極21及び負極電極22の厚さは、例えば、10〜100μmである。 Examples of the insulating polymer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One of these insulating polymers may be used, or a plurality of types may be used in combination. Examples of the conductive filler include metal particles such as Ketjen Black (registered trademark), carbon black, and copper and silver. One of these conductive fillers may be used, or a plurality of types may be used in combination. The thickness of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is, for example, 10 to 100 μm.

絶縁層23を構成する絶縁エラストマーは特に限定されるものではなく、公知のDEAの絶側縁分に用いられる公知の絶縁エラストマーを用いることができる。上記絶縁エラストマーとしては、例えば、架橋されたポリロタキサン、シリコーンエラストマー、アクリルエラストマー、ウレタンエラストマーが挙げられる。これら絶縁エラストマーのうちの一種を用いてもよいし、複数種を併用してもよい。絶縁層23の厚さは、例えば、10〜100μmである。 The insulating elastomer constituting the insulating layer 23 is not particularly limited, and a known insulating elastomer used for a known edge of DEA can be used. Examples of the insulating elastomer include crosslinked polyrotaxane, silicone elastomer, acrylic elastomer, and urethane elastomer. One of these insulating elastomers may be used, or a plurality of types may be used in combination. The thickness of the insulating layer 23 is, for example, 10 to 100 μm.

図1に示すように、基材11の環状部分11aの内面には、複数のDEA12が積層されている。詳述すると、環状部分11aの周方向に2個のDEA12が間隔をあけて並ぶように配置されるとともに、環状部分11aの軸方向に4個のDEA12が間隔をあけて並ぶように配置されている。周方向に並設される2個のDEA12は、アクチュエータ対12aを構成する。したがって、環状部分11aには、その軸方向に4組のアクチュエータ対12aが並設されている。アクチュエータ対12aを構成するDEA12間の間隔は、例えば、2〜5mmであることが好ましい。 As shown in FIG. 1, a plurality of DEA 12s are laminated on the inner surface of the annular portion 11a of the base material 11. More specifically, two DEA12s are arranged so as to be arranged at intervals in the circumferential direction of the annular portion 11a, and four DEA12s are arranged so as to be arranged at intervals in the axial direction of the annular portion 11a. There is. The two DEA 12s arranged side by side in the circumferential direction form an actuator pair 12a. Therefore, in the annular portion 11a, four sets of actuator pairs 12a are arranged side by side in the axial direction thereof. The distance between the DEA 12s constituting the actuator pair 12a is preferably 2 to 5 mm, for example.

図3及び図4に示すように、DEA12は、その面方向において、相対的に大きく伸長する方向(第1方向A)を有するように構成されている。そして、アクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12は、第1方向Aが背中合わせになるように配置されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the DEA 12 is configured to have a relatively large extension direction (first direction A) in the plane direction thereof. The two DEA 12s constituting the actuator pair 12a are arranged so that the first direction A is back to back.

詳述すると、基材11の内面における各DEA12の側方位置には、PP、ABS等の硬質樹脂により構成され、DEA12を囲むように位置する制限部13が設けられている。制限部13は、DEA12の伸長方向を制限するための部位であり、第1方向Aに交差する方向へのDEA12の伸長を制限する第1制限部13aと、第1方向Aの反対側の方向へのDEA12の伸長を制限する第2制限部13bとを備えている。なお、本実施形態において、第1方向Aは、環状部分11aの周方向に沿った方向に設定されている。 More specifically, at the lateral position of each DEA 12 on the inner surface of the base material 11, a limiting portion 13 made of a hard resin such as PP or ABS and located so as to surround the DEA 12 is provided. The limiting portion 13 is a portion for limiting the extension direction of the DEA 12, and is a direction opposite to the first limiting portion 13a that limits the extension of the DEA 12 in a direction intersecting the first direction A and the first direction A. It is provided with a second limiting portion 13b that limits the extension of the DEA 12 to. In the present embodiment, the first direction A is set in the direction along the circumferential direction of the annular portion 11a.

第1制限部13aは、DEA12における第1方向Aに直交する方向(環状部分11aの軸方向)の端部をなす側縁に当接又は近接する位置に設けられている。第1制限部13aは、DEA12の側縁が当接することにより、第1方向Aに交差する方向へのそれ以上のDEA12の伸長を制限する。第2制限部13bは、DEA12における第1方向Aの反対側の方向の端部をなす側縁に当接又は近接する位置に設けられている。第2制限部13bは、DEA12の側縁が当接することにより、第1方向Aの反対側の方向へのそれ以上のDEA12の伸長を制限する。 The first limiting portion 13a is provided at a position in contact with or close to the side edge forming the end portion in the direction orthogonal to the first direction A (axial direction of the annular portion 11a) in the DEA 12. The first limiting portion 13a restricts further extension of the DEA 12 in the direction intersecting the first direction A by abutting the side edges of the DEA 12. The second limiting portion 13b is provided at a position in contact with or close to the side edge forming the end portion in the direction opposite to the first direction A in the DEA 12. The second limiting portion 13b restricts further extension of the DEA 12 in the direction opposite to the first direction A by abutting the side edges of the DEA 12.

次に、本実施形態の作用について説明する。
図1及び図3に示すように、触感提示装置10Aは、使用者の指に袋状の基材11を被せて、基材11の内面に取り付けられたDEA12を指の腹に接触させることにより装着状態とされる。この装着状態において、DEA12に印加する電圧を上昇させると、DEA12は、第1方向A(指の腹の周方向)に伸長する。その後、DEA12に印加する電圧を降下させるとDEA12は元の状態に戻るように収縮する。DEA12に対する印加電圧の上昇及び降下を繰り返すこと(例えば、パルス的に電圧を印加すること)により、DEA12は伸縮を繰り返して指の腹の周方向に振動する。
Next, the operation of this embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 3, the tactile presentation device 10A covers the user's finger with the bag-shaped base material 11 and brings the DEA 12 attached to the inner surface of the base material 11 into contact with the pad of the finger. It is in the mounted state. In this wearing state, when the voltage applied to the DEA 12 is increased, the DEA 12 extends in the first direction A (circumferential direction of the pad of the finger). After that, when the voltage applied to the DEA 12 is lowered, the DEA 12 contracts so as to return to the original state. By repeatedly increasing and decreasing the applied voltage to the DEA 12 (for example, applying the voltage in a pulsed manner), the DEA 12 repeatedly expands and contracts and vibrates in the circumferential direction of the finger pad.

使用者は、DEA12の振動が指に伝達されることにより、その振動を触感として認識する。その結果、触感提示装置10Aから使用者に疑似力覚(触感)が提示される。DEA12に対する印加電圧の大きさや印加電圧の切り替えのタイミングを変化させて、DEA12の振動パターンを変化させることにより、使用者に様々な触感を認識させることができる。 The user recognizes the vibration of the DEA 12 as a tactile sensation by being transmitted to the finger. As a result, the tactile sensation presenting device 10A presents a pseudo-force sensation (tactile sensation) to the user. By changing the magnitude of the applied voltage with respect to the DEA 12 and the timing of switching the applied voltage to change the vibration pattern of the DEA 12, the user can recognize various tactile sensations.

DEA12が積層される基材11は、面方向に伸縮可能な柔軟性を有している。そのため、DEA12は、基材11に積層されるように取り付けられた状態であっても、基材11とともに第1方向Aに伸縮することが可能であり、その振動を指に伝達できる。 The base material 11 on which the DEA 12 is laminated has flexibility that allows it to expand and contract in the plane direction. Therefore, the DEA 12 can expand and contract in the first direction A together with the base material 11 even when the DEA 12 is attached so as to be laminated on the base material 11, and the vibration can be transmitted to the finger.

また、基材11は、湾曲可能な柔軟性を有している。そのため、触感提示装置10Aを装着した際に、DEA12及び基材11が指の表面形状に合わせて変形することにより、指に対してDEA12を広範囲で密着させることができる。さらに、DEA12及び基材11が指の動きに追従して変形することにより、触感提示装置10Aを装着した指を動かした場合にも指に対するDEA12の密着性を維持できる。 In addition, the base material 11 has bendability. Therefore, when the tactile sensation presenting device 10A is attached, the DEA 12 and the base material 11 are deformed according to the surface shape of the finger, so that the DEA 12 can be brought into close contact with the finger in a wide range. Further, since the DEA 12 and the base material 11 are deformed according to the movement of the finger, the adhesion of the DEA 12 to the finger can be maintained even when the finger equipped with the tactile presentation device 10A is moved.

次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)印加電圧に応じて面方向に沿って伸縮するシート状のDEA12を備え、DEA12の伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置10Aは、DEA12が積層される基材11を備えている。基材11は、湾曲可能かつ積層されたDEA12の伸縮方向に伸縮可能に構成されている。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) The tactile sensation presenting device 10A provided with a sheet-shaped DEA 12 that expands and contracts along the surface direction according to an applied voltage and recognizes vibration based on the expansion and contraction of the DEA 12 as a tactile sensation includes a base material 11 on which the DEA 12 is laminated. There is. The base material 11 is configured to be bendable and stretchable in the stretch direction of the laminated DEA 12.

上記構成によれば、装着部位に対するDEA12の密着性を向上させることができる。そのため、上記構成の触感提示装置10Aは、ウェアラブルな装置として適している。
(2)基材11は、断面が環状となる環状部分11aを有している。DEA12は、環状部分11aの内面に積層されている。
According to the above configuration, the adhesion of the DEA 12 to the mounting site can be improved. Therefore, the tactile presentation device 10A having the above configuration is suitable as a wearable device.
(2) The base material 11 has an annular portion 11a having an annular cross section. The DEA 12 is laminated on the inner surface of the annular portion 11a.

上記構成によれば、装着部位に対してDEA12を適切な圧力で押し付けた状態とすることが容易である。これにより、DEA12の振動を指等の細い装着部位に効率的に伝達できる。 According to the above configuration, it is easy to press the DEA 12 against the mounting site with an appropriate pressure. As a result, the vibration of the DEA 12 can be efficiently transmitted to a thin mounting portion such as a finger.

(3)DEA12は、その面方向において、特定の第1方向Aに相対的に大きく伸長するように構成されている。
上記構成によれば、その面方向の全方向に等しく伸長する構成と比較して、DEA12に対して同じ電圧を印加した際に、DEA12における指との接触点の移動量が大きくなり、触感提示装置10Aの出力が向上する。
(3) The DEA 12 is configured to extend relatively significantly in the specific first direction A in the plane direction thereof.
According to the above configuration, when the same voltage is applied to the DEA 12, the amount of movement of the contact point with the finger in the DEA 12 is large as compared with the configuration in which the DEA 12 extends equally in all directions in the plane direction, and the tactile sensation is presented. The output of the device 10A is improved.

(4)第1方向A側が背中合わせに配置された2個のDEA12からなるアクチュエータ対12aを備えている。
上記構成によれば、アクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12の振動を重ねることにより指の皮膚を強く引っ張ることができ、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
(4) The actuator pair 12a composed of two DEA12s arranged back to back on the A side in the first direction is provided.
According to the above configuration, the skin of the finger can be strongly pulled by superimposing the vibrations of the two DEA12s constituting the actuator pair 12a, and the vibrations of the DEA12 can be efficiently recognized as a tactile sensation.

(5)触感提示装置10Aは、指を装着部位とし、DEA12は、指の周方向に伸縮する。
上記構成によれば、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
(5) The tactile sensation presenting device 10A uses a finger as a mounting portion, and the DEA 12 expands and contracts in the circumferential direction of the finger.
According to the above configuration, the vibration of the DEA 12 can be efficiently recognized as a tactile sensation.

(第2実施形態)
以下、触感提示装置の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の触感提示装置10Bは、基材11の構成、及び制限部13が省略されている点が第1実施形態と異なっており、その他の構成は第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the tactile sensation presenting device will be described.
The tactile sensation presenting device 10B of the second embodiment is different from the first embodiment in that the configuration of the base material 11 and the restriction portion 13 are omitted, and other configurations are the same as those of the first embodiment.

図5に示すように、触感提示装置10Bの基材11の環状部分11aは、周方向の一部が、引張弾性率が低い低弾性領域R1により構成されるとともに、周方向の残りの部分が低弾性領域R1よりも引張弾性率が高い高弾性領域R2により構成されている。低弾性領域R1及び高弾性領域R2は、基材11を構成する柔軟材料の種類を異ならせることによって形成されている。 As shown in FIG. 5, the annular portion 11a of the base material 11 of the tactile presentation device 10B is partially formed in the circumferential direction by a low elastic region R1 having a low tensile elastic modulus, and the remaining portion in the circumferential direction is formed. It is composed of a high elastic region R2 having a higher tensile elastic modulus than the low elastic region R1. The low elasticity region R1 and the high elasticity region R2 are formed by different types of flexible materials constituting the base material 11.

例えば、シリコーンやウレタン等の軟質のエラストマーにより低弾性領域R1を形成し、シリコーンやウレタン等の軟質のエラストマーにより高弾性領域R2を形成する。なお、高弾性領域R2は、引張弾性率が低弾性領域R1よりも相対的に低いものの、湾曲可能かつ面方向全体に伸縮可能な性質を有している。 For example, a low elastic region R1 is formed by a soft elastomer such as silicone or urethane, and a high elastic region R2 is formed by a soft elastomer such as silicone or urethane. Although the high elastic region R2 has a tensile elastic modulus relatively lower than that of the low elastic region R1, it has a property of being bendable and expandable in the entire surface direction.

触感提示装置10BのDEA12は、環状部分11aの周方向において、低弾性領域R1と高弾性領域R2とに跨って配置されている。具体的には、環状部分11aの周方向において、DEA12におけるアクチュエータ対12aの外側に位置する部分が高弾性領域R2に積層されるように取り付けられるとともに、アクチュエータ対12aの内側に位置する部分が低弾性領域R1に積層されるように取り付けられている。 The DEA 12 of the tactile sensation presenting device 10B is arranged so as to straddle the low elastic region R1 and the high elastic region R2 in the circumferential direction of the annular portion 11a. Specifically, in the circumferential direction of the annular portion 11a, the portion located outside the actuator pair 12a in the DEA 12 is attached so as to be laminated on the highly elastic region R2, and the portion located inside the actuator pair 12a is low. It is attached so as to be laminated on the elastic region R1.

高弾性領域R2におけるDEA12が積層されて配置される部分は、DEA12の高弾性領域R2側への伸長を制限する制限部として機能する。そのため、DEA12は、低弾性領域R1側、特に高弾性領域R2と反対側を向く方向(第1方向A)に大きく伸長する。したがって、第2実施形態のアクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12は、第1方向A側が向かい合わせに配置された状態になっている。そして、矢印Bで示すように、DEA12は、第1方向Aへの伸長と、その反対方向への収縮と繰り返すことにより、低弾性領域R1に配置されている部分が大きく振動する。 The portion of the highly elastic region R2 where the DEA 12s are stacked and arranged functions as a limiting portion that limits the extension of the DEA 12 toward the highly elastic region R2. Therefore, the DEA 12 greatly extends in the direction facing the low elasticity region R1 side, particularly the side opposite to the high elasticity region R2 (first direction A). Therefore, the two DEA 12s constituting the actuator pair 12a of the second embodiment are arranged so that the side A in the first direction faces each other. Then, as shown by the arrow B, in the DEA 12, the portion arranged in the low elasticity region R1 vibrates greatly by repeating the extension in the first direction A and the contraction in the opposite direction.

第2実施形態の場合にも、上記(1)〜(3)、(5)の効果が得られる。また、第2実施形態によれば以下に記載する効果が得られる。
(6)基材11は、引張弾性率が低い低弾性領域R1と、低弾性領域R1よりも引張弾性率が高い高弾性領域R2とを備えている。DEA12の一部は、低弾性領域R1に配置されている。
Also in the case of the second embodiment, the above-mentioned effects (1) to (3) and (5) can be obtained. Further, according to the second embodiment, the effects described below can be obtained.
(6) The base material 11 includes a low elastic region R1 having a low tensile elastic modulus and a high elastic region R2 having a higher tensile elastic modulus than the low elastic region R1. A part of DEA12 is arranged in the low elasticity region R1.

上記構成によれば、基材11の一部に振動し難い部分(高弾性領域R2)が設けられている。これにより、DEA12の振動エネルギーが基材11全体に分散されて、人体に伝達される振動が弱まってしまうことを抑制できる。したがって、人体に対してDEA12の振動を効率的に伝達できる。 According to the above configuration, a portion of the base material 11 that is difficult to vibrate (high elasticity region R2) is provided. As a result, it is possible to prevent the vibration energy of the DEA 12 from being dispersed throughout the base material 11 and weakening the vibration transmitted to the human body. Therefore, the vibration of the DEA 12 can be efficiently transmitted to the human body.

(7)DEA12は、環状部分11aの周方向(DEA12が収縮可能な方向)において、低弾性領域R1と高弾性領域R2とに跨って配置されている。
上記構成によれば、DEA12の振動エネルギーが基材11全体に分散されて、人体に伝達される振動が弱まることを抑制することを更に効果的に抑制することができ、人体に対してDEA12の振動を更に効率的に伝達できる。
(7) The DEA 12 is arranged so as to straddle the low elastic region R1 and the high elastic region R2 in the circumferential direction of the annular portion 11a (the direction in which the DEA 12 can contract).
According to the above configuration, it is possible to more effectively suppress the vibration energy of the DEA 12 being dispersed over the entire base material 11 and suppressing the vibration transmitted to the human body from being weakened, and the DEA 12 can be prevented from being weakened with respect to the human body. Vibration can be transmitted more efficiently.

(8)第1方向A側が向かい合わせに配置された2個のDEA12からなるアクチュエータ対12aを備えている。
上記構成によれば、アクチュエータ対12aを構成する2個のDEA12の振動を重ねることにより指の皮膚を強く引き付けることができ、DEA12の振動を効率的に触感として認識させることができる。
(8) An actuator pair 12a composed of two DEA12s arranged so that the A side in the first direction faces each other is provided.
According to the above configuration, the skin of the finger can be strongly attracted by superimposing the vibrations of the two DEA12s constituting the actuator pair 12a, and the vibrations of the DEA12 can be efficiently recognized as a tactile sensation.

(第3実施形態)
以下、触感提示装置の第3実施形態について説明する。
図8及び図9に示すように、第3実施形態の触感提示装置10Cの基材11は、弧状に湾曲する帯状の伸縮部30を備えている。伸縮部30は、周方向に伸縮可能な柔軟材料により構成され、伸縮部30の内部には一つのDEA12が配置されている。詳述すると、伸縮部30は、シリコーンやウレタン等のエラストマーからなる2枚の膜により構成され、2枚の膜の間にDEA12を挟み込んだ状態で膜同士が一体に接続されている。
(Third Embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the tactile sensation presenting device will be described.
As shown in FIGS. 8 and 9, the base material 11 of the tactile sensation presenting device 10C of the third embodiment includes a strip-shaped telescopic portion 30 that is curved in an arc shape. The telescopic portion 30 is made of a flexible material that can expand and contract in the circumferential direction, and one DEA 12 is arranged inside the telescopic portion 30. More specifically, the stretchable portion 30 is composed of two membranes made of an elastomer such as silicone or urethane, and the membranes are integrally connected to each other with the DEA 12 sandwiched between the two membranes.

また、基材11は、伸縮部30の周方向の両端部を固定する固定部31を備えている。固定部31は、PP、ABS等の硬質樹脂により構成される剛体状の部位である。
第3実施形態においては、伸縮部30が低弾性領域R1に相当し、固定部31が高弾性領域R2に相当する。そして、基材11は、低弾性領域R1としての伸縮部30と、高弾性領域R2としての固定部31とによって、全体として断面環状に形成されている。
Further, the base material 11 includes fixing portions 31 for fixing both ends of the expansion / contraction portion 30 in the circumferential direction. The fixing portion 31 is a rigid body portion made of a hard resin such as PP or ABS.
In the third embodiment, the stretchable portion 30 corresponds to the low elastic region R1 and the fixed portion 31 corresponds to the high elastic region R2. The base material 11 is formed in an annular cross section as a whole by the expansion / contraction portion 30 as the low elasticity region R1 and the fixing portion 31 as the high elasticity region R2.

次に、本実施形態の作用について説明する。
触感提示装置10Cは、基材11の伸縮部30と固定部31との間に、使用者の指を挟み込むことにより装着状態とされる。この装着状態において、DEA12に印加する電圧を上昇させると、DEA12は面方向に伸長し、その後、DEA12に印加する電圧を降下させるとDEA12は元の状態に戻るように収縮する。こうしたDEA12の伸長及び収縮に追従して伸縮部30が伸長及び収縮することにより、使用者の指にDEA12の面方向の振動が伝達される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The tactile sensation presenting device 10C is put into a mounted state by sandwiching a user's finger between the expansion / contraction portion 30 and the fixing portion 31 of the base material 11. In this mounted state, when the voltage applied to the DEA 12 is increased, the DEA 12 expands in the plane direction, and then when the voltage applied to the DEA 12 is decreased, the DEA 12 contracts to return to the original state. The expansion and contraction portion 30 expands and contracts in accordance with the expansion and contraction of the DEA 12, so that the vibration of the DEA 12 in the surface direction is transmitted to the user's finger.

また、本実施形態では、DEA12に追従して伸縮する伸縮部30の周方向の両端部が固定部31に固定されて、当該両端部の変位が制限された状態になっている。これにより、DEA12に印加する電圧を大きく上昇させて、DEA12を面方向に大きく伸長させると、図9の矢印C1で示すように、伸縮部30の円弧の中央部が、円弧の中心から離れる方向に移動するように撓む。また、DEA12に印加する電圧を大きく降下させて、DEA12を面方向に大きく収縮させると、図9の矢印C2で示すように、伸縮部30の円弧の中央部が、円弧の中心に向かう方向に移動するように撓む。こうした伸縮部30の円弧の中央部を円弧の中心から離れる方向又は円弧の中心に向かう方向に撓ませる伸縮部30の動作により、使用者の指にDEA12の面直方向の振動、即ち、指の表面を押し付ける方向の振動が伝達される。 Further, in the present embodiment, both ends of the telescopic portion 30 that expands and contracts following the DEA 12 in the circumferential direction are fixed to the fixed portion 31, and the displacement of the both end portions is restricted. As a result, when the voltage applied to the DEA 12 is greatly increased and the DEA 12 is greatly extended in the plane direction, the central portion of the arc of the telescopic portion 30 is separated from the center of the arc, as shown by the arrow C1 in FIG. Bend to move to. Further, when the voltage applied to the DEA 12 is greatly reduced and the DEA 12 is greatly contracted in the plane direction, the central portion of the arc of the telescopic portion 30 is directed toward the center of the arc, as shown by the arrow C2 in FIG. Bend to move. Due to the operation of the telescopic portion 30 that bends the central portion of the arc of the telescopic portion 30 in the direction away from the center of the arc or in the direction toward the center of the arc, the user's finger vibrates in the direction perpendicular to the surface of the DEA 12, that is, the finger. Vibration in the direction of pressing the surface is transmitted.

次に、第3実施形態の効果について説明する。第3実施形態の場合にも、上記(1)の効果が得られる。また、第3実施形態によれば以下に記載する効果が得られる。
(9)基材11は、弧状に湾曲するとともに周方向に伸縮可能な伸縮部30と、伸縮部30の周方向の両端部の変位を制限する固定部31とを備えている。DEA12は、伸縮部30に設けられている。
Next, the effect of the third embodiment will be described. Also in the case of the third embodiment, the effect of (1) above can be obtained. Further, according to the third embodiment, the effects described below can be obtained.
(9) The base material 11 includes an expansion / contraction portion 30 that is curved in an arc shape and can be expanded and contracted in the circumferential direction, and a fixing portion 31 that limits the displacement of both ends of the expansion / contraction portion 30 in the circumferential direction. The DEA 12 is provided on the telescopic portion 30.

上記構成によれば、DEA12の面方向の振動に加えて、DEA12の面直方向の振動も発生させることが可能であり、使用者に対して、より多様な触感を提示できる。
さらに、上記構成によれば、基材11の伸縮部30と固定部31との間に、使用者の指を挟み込むことにより容易に装着状態とすることができる。また、装着する際に指の太さに合わせて伸縮部30が伸長するため、装着適合性が高い。
According to the above configuration, in addition to the vibration in the plane direction of the DEA 12, it is possible to generate the vibration in the plane direction of the DEA 12, and it is possible to present a wider variety of tactile sensations to the user.
Further, according to the above configuration, the user's finger can be easily put into the mounting state by sandwiching the user's finger between the expansion / contraction portion 30 and the fixing portion 31 of the base material 11. Further, since the expansion / contraction portion 30 extends according to the thickness of the finger when it is attached, the attachment suitability is high.

なお、上記の各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記の各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 Each of the above embodiments can be modified and implemented as follows. Each of the above embodiments and the following modifications can be implemented in combination with each other to the extent that they are technically consistent.

・基材11を装着した後、装着部位に対してDEA12を適切な圧力で押し付けた状態とするために、弾性バンド等の拘束部材を用いて、基材11を締め付けてもよい。
・基材11は、少なくともDEA12が積層された部分の一部が伸縮可能であればよく、一部に伸縮できない部分を有していてもよい。例えば、第2実施形態の高弾性領域R2を伸縮しない材料により構成してもよい。
After mounting the base material 11, the base material 11 may be tightened using a restraining member such as an elastic band in order to press the DEA 12 against the mounting site with an appropriate pressure.
-The base material 11 may have a portion that cannot be expanded or contracted, as long as at least a part of the portion on which the DEA 12 is laminated can be expanded or contracted. For example, the highly elastic region R2 of the second embodiment may be made of a material that does not expand and contract.

・基材11におけるDEA12が積層された部分は、面方向全体に伸縮可能である構成に限定されず、積層されたDEA12が伸縮可能な方向のうちの少なくとも一方向(例えば、第1方向Aに平行な方向)に伸縮可能であればよい。 The portion of the base material 11 on which the DEA 12 is laminated is not limited to a configuration in which the laminated DEA 12 can be expanded and contracted in the entire surface direction, and the laminated DEA 12 can be expanded and contracted in at least one direction (for example, in the first direction A). It suffices if it can be expanded and contracted in the parallel direction).

・基材11の形状は、装着部分に応じて適宜、変更できる。例えば、装着部位が腕である場合には、リストバンドのような形状の基材としてもよい。また、基材11の環状部分11aは、帯状の基材11を指や腕等に巻き付けて、面ファスナー等により固定されることにより環状となる部分であってもよい。また、環状部分11aのない基材11であってもよい。 -The shape of the base material 11 can be appropriately changed according to the mounting portion. For example, when the wearing site is an arm, it may be used as a base material shaped like a wristband. Further, the annular portion 11a of the base material 11 may be a portion that becomes annular by wrapping the strip-shaped base material 11 around a finger, an arm, or the like and fixing it with a hook-and-loop fastener or the like. Further, the base material 11 may have no annular portion 11a.

・基材11におけるDEA12の配置は特に限定されるものではない。例えば、第1及び第2実施形態では、2個のDEA12がアクチュエータ対12aをなすようにDEA12を規則的に配置していたが、複数のDEA12を不規則に配置してもよい。また、基材11に設けられるDEA12は1個であってもよい。 -The arrangement of DEA 12 on the base material 11 is not particularly limited. For example, in the first and second embodiments, the DEA 12s are regularly arranged so that the two DEA 12s form an actuator pair 12a, but a plurality of DEA 12s may be arranged irregularly. Further, the number of DEA 12 provided on the base material 11 may be one.

・DEA12は、相対的に大きく伸長する方向である第1方向Aを複数、有していてもよい。例えば、第2制限部13bを省略して、第1制限部13aのみの制限部13とした場合、DEA12は、基材11の環状部分11aの周方向の両側に大きく伸長できる。この場合、上記周方向の両方向が第1方向Aとなる。 The DEA 12 may have a plurality of first directions A, which are directions in which the DEA 12 is relatively greatly extended. For example, when the second limiting portion 13b is omitted and only the first limiting portion 13a is used as the limiting portion 13, the DEA 12 can be greatly extended to both sides of the annular portion 11a of the base material 11 in the circumferential direction. In this case, both directions in the circumferential direction are the first direction A.

・各DEA12の第1方向Aは、全て同じ方向であってもよいし、一部又は全部のDEA12の第1方向Aが異なっていてもよい。また、面方向の全方向に等しく伸長するDEA12であってもよい。 -The first direction A of each DEA 12 may be all the same direction, or the first direction A of some or all DEA 12 may be different. Further, the DEA 12 may extend equally in all directions in the plane direction.

・上記第2実施形態において、DEA12は、少なくとも一部が低弾性領域R1に配置されていればよい。例えば、図6に示すように、DEA12全体を低弾性領域R1に配置してもよい。 -In the second embodiment, the DEA 12 may be at least partially arranged in the low elasticity region R1. For example, as shown in FIG. 6, the entire DEA 12 may be arranged in the low elasticity region R1.

・基材11に低弾性領域R1及び高弾性領域R2を設ける方法は、基材11を構成する柔軟材料の種類を異ならせる方法に限定されない。例えば、図7に示すように、一種のエラストマー材料からなる基材11の一部に、布等の芯材11bをインサートすることにより、基材11の一部の引張弾性率を部分的に高めた高弾性領域R2としてもよい。また、基材11の厚さを部分的に厚くすることにより高弾性領域R2を設けてもよい。 -The method of providing the low elasticity region R1 and the high elasticity region R2 on the base material 11 is not limited to the method of different types of the flexible materials constituting the base material 11. For example, as shown in FIG. 7, the tensile elastic modulus of a part of the base material 11 is partially increased by inserting the core material 11b such as cloth into a part of the base material 11 made of a kind of elastomer material. The high elastic region R2 may be used. Further, the highly elastic region R2 may be provided by partially increasing the thickness of the base material 11.

・DEA12の表面における指に接触する部分に、滑りをよくするための滑面処理が施してもよい。例えば、図6に示すように、ナイロンやテフロン(登録商標)等により構成される複数の球状体12bをDEA12の表面に接着して、指とDEA12との接触面積を低下させる処理を施してもよい。 -The portion of the surface of the DEA 12 that comes into contact with the finger may be subjected to a smooth surface treatment to improve the slip. For example, as shown in FIG. 6, even if a plurality of spherical bodies 12b made of nylon, Teflon (registered trademark) or the like are adhered to the surface of the DEA12 to reduce the contact area between the finger and the DEA12. good.

・第3実施形態について、伸縮部30に設けられるDEA12の数、配置は特に限定されるものではない。例えば、図6及び図7に示す構成のように、伸縮部30の周方向に分離して並ぶように複数のDEA12を配置してもよい。 -Regarding the third embodiment, the number and arrangement of DEA 12s provided in the telescopic portion 30 are not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of DEA 12s may be arranged so as to be separated and arranged in the circumferential direction of the expansion / contraction portion 30.

・DEA12に印加される電圧のパターンは、特に限定されるものではなく、使用者に提示する触感に応じて適宜、設定することができる。また、複数のDEA12を備える場合、各DEA12に印加される電圧のパターンは、同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。なお、複数のDEA12を備える場合、複数のDEA12に対して、それぞれ独立して電圧を印加可能であることが好ましい。 The pattern of the voltage applied to the DEA 12 is not particularly limited, and can be appropriately set according to the tactile sensation presented to the user. Further, when a plurality of DEA 12s are provided, the pattern of the voltage applied to each DEA 12 may be the same or different from each other. When a plurality of DEA 12s are provided, it is preferable that a voltage can be applied to each of the plurality of DEA 12s independently.

例えば、図6及び図7に示す構成のように、低弾性領域R1及び高弾性領域R2を備える基材11の低弾性領域R1の周方向に分離して並ぶように配置される2個のDEA12に対して、同じパターンの電圧を印加して、2個のDEA12の伸長及び収縮のタイミングを一致させる。この場合、2個のDEA12が配置された伸縮部30は、伸縮部30の中央部分が面直方向の振動し、使用者の指に対して、指の表面を押し付ける方向の振動が伝達される。すなわち、1個のDEA12が配置されている第3実施形態と同様に動作する。 For example, as shown in FIGS. 6 and 7, two DEA 12s arranged so as to be separated and arranged in the circumferential direction of the low elasticity region R1 of the base material 11 including the low elasticity region R1 and the high elasticity region R2. On the other hand, the same pattern of voltage is applied to match the timing of expansion and contraction of the two DEA12s. In this case, in the telescopic portion 30 in which the two DEA 12s are arranged, the central portion of the telescopic portion 30 vibrates in the direction perpendicular to the surface, and the vibration in the direction of pressing the surface of the finger against the user's finger is transmitted. .. That is, it operates in the same manner as in the third embodiment in which one DEA 12 is arranged.

また、上記2個のDEA12に対して、伸長するタイミングと収縮するタイミングが互い違いになるパターンの電圧を印加する。この場合、伸縮部30は、DEA12の面方向に振動する。このように、周方向に分離して配置される複数のDEA12に対して、それぞれ独立して電圧を印加可能とし、印加する電圧を制御することにより、使用者の指に対して、異なる方向の振動を伝達することができる。したがって、使用者に対して、より多様な触感を提示できる。 Further, a voltage having a pattern in which the expansion timing and the contraction timing are staggered is applied to the above two DEA 12. In this case, the telescopic portion 30 vibrates in the plane direction of the DEA 12. In this way, it is possible to independently apply a voltage to a plurality of DEA 12s that are separately arranged in the circumferential direction, and by controlling the applied voltage, the user's finger is in a different direction. Vibration can be transmitted. Therefore, it is possible to present a wider variety of tactile sensations to the user.

・第1実施形態及び第2実施形態の基材11として、第3実施形態の基材11を適用してもよい。また、第3実施形態の基材11として、第1実施形態及び第2実施形態の基材11を適用してもよい。なお、第3実施形態の基材11の固定部31は、伸縮部30の端部を固定する構成に限定されるものではなく、少なくとも、DEA12を伸縮させた際に、伸縮部30の端部を変位し難くする構成であればよい。 -As the base material 11 of the first embodiment and the second embodiment, the base material 11 of the third embodiment may be applied. Further, as the base material 11 of the third embodiment, the base materials 11 of the first embodiment and the second embodiment may be applied. The fixing portion 31 of the base material 11 of the third embodiment is not limited to the configuration of fixing the end portion of the expansion / contraction portion 30, and at least the end portion of the expansion / contraction portion 30 when the DEA 12 is expanded / contracted. It may be a configuration that makes it difficult to displace.

・基材11に対して、例えば、図10及び図11に示すように、基材11の装着状態を調節する調節部を設けてもよい。この場合には、指等の装着部位の太さに合わせて装着状態を調節できるため、装着適合性が高い触感提示装置となる。 -For example, as shown in FIGS. 10 and 11, the base material 11 may be provided with an adjusting portion for adjusting the mounting state of the base material 11. In this case, since the mounting state can be adjusted according to the thickness of the mounting portion such as a finger, the tactile sensation presenting device has high mounting compatibility.

図10に示す構成では、第3実施形態の触感提示装置10Cの基材11について、伸縮部30と固定部31とを別体として形成している。伸縮部30には、その両端部に帯状や紐状等の長尺状の挿通部30aが一体に設けられ、固定部31には、挿通部30aが挿通される二つの挿通孔31aが設けられている。本例では、挿通部30a及び挿通孔31aにより調節部が構成されている。 In the configuration shown in FIG. 10, the stretchable portion 30 and the fixing portion 31 are formed as separate bodies for the base material 11 of the tactile sensation presenting device 10C of the third embodiment. The telescopic portion 30 is integrally provided with a strip-shaped or string-shaped insertion portion 30a at both ends thereof, and the fixing portion 31 is provided with two insertion holes 31a through which the insertion portion 30a is inserted. ing. In this example, the adjusting portion is composed of the insertion portion 30a and the insertion hole 31a.

この基材11を装着する場合には、伸縮部30の挿通部30aを固定部31の挿通孔31aに挿通させた状態として、伸縮部30と固定部31との間に使用者の指を挿入した後、挿通部30aの挿通度合を変化させて固定部31の位置を変更する。これにより、伸縮部30及び固定部31が指を締める強さを調節できる。 When the base material 11 is attached, the user's finger is inserted between the stretchable portion 30 and the fixed portion 31 with the insertion portion 30a of the stretchable portion 30 inserted into the insertion hole 31a of the fixed portion 31. After that, the position of the fixing portion 31 is changed by changing the insertion degree of the insertion portion 30a. Thereby, the strength with which the telescopic portion 30 and the fixing portion 31 tighten the fingers can be adjusted.

図11に示す構成では、第3実施形態の触感提示装置10Cの基材11について、伸縮部30の一方の端部30bを固定部31から分離可能に構成し、端部30bの内面及び固定部31の外面に面ファスナー32を設けている。本例では、伸縮部30の端部30b及び固定部31の外面に設けられる面ファスナー32により調節部が構成されている。 In the configuration shown in FIG. 11, with respect to the base material 11 of the tactile sensation presenting device 10C of the third embodiment, one end 30b of the expansion / contraction portion 30 is configured to be separable from the fixing portion 31, and the inner surface and the fixing portion of the end portion 30b. A hook-and-loop fastener 32 is provided on the outer surface of 31. In this example, the adjusting portion is composed of the end portion 30b of the telescopic portion 30 and the hook-and-loop fastener 32 provided on the outer surface of the fixing portion 31.

この基材11を装着する場合には、伸縮部30及び固定部31を使用者の指に巻き付けた後、固定部31の外面に対して、伸縮部30の端部30bを任意の位置で面ファスナー32により固定する。これにより、伸縮部30及び固定部31が指を締める強さを調節できる。 When this base material 11 is attached, after the elastic portion 30 and the fixing portion 31 are wrapped around the user's finger, the end portion 30b of the elastic portion 30 is surfaced at an arbitrary position with respect to the outer surface of the fixing portion 31. It is fixed by the fastener 32. Thereby, the strength with which the telescopic portion 30 and the fixing portion 31 tighten the fingers can be adjusted.

・一つの高弾性領域R2に対して、複数の低弾性領域R1を設け、複数の低弾性領域R1のそれぞれにDEA12を配置してもよい。例えば、図11に示す例では、高弾性領域R2に相当する一つの固定部31に対して、低弾性領域R1に相当する三つの伸縮部30を接続している。 A plurality of low elasticity regions R1 may be provided for one high elasticity region R2, and DEA 12 may be arranged in each of the plurality of low elasticity regions R1. For example, in the example shown in FIG. 11, three elastic portions 30 corresponding to the low elastic region R1 are connected to one fixed portion 31 corresponding to the high elastic region R2.

R1…低弾性領域、R2…高弾性領域、10A,10B…触感提示装置、11…基材、11a…環状部分、12…誘電エラストマーアクチュエータ(DEA)、12a…アクチュエータ対、13…制限部、13a…第1制限部、13b…第2制限部、20…誘電層、21…正極電極、22…負極電極、23…絶縁層、30…伸縮部、31…固定部。 R1 ... low elasticity region, R2 ... high elasticity region, 10A, 10B ... tactile presentation device, 11 ... base material, 11a ... annular portion, 12 ... dielectric elastomer actuator (DEA), 12a ... actuator pair, 13 ... restriction portion, 13a ... 1st limiting part, 13b ... 2nd limiting part, 20 ... dielectric layer, 21 ... positive electrode, 22 ... negative electrode, 23 ... insulating layer, 30 ... elastic part, 31 ... fixed part.

Claims (9)

印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、
前記誘電エラストマーアクチュエータが積層される基材を備え、
前記基材は、湾曲可能に構成されるとともに、
前記基材における前記誘電エラストマーアクチュエータが積層された部分は、積層された前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮方向に伸縮可能に構成され
前記基材は、引張弾性率が低い低弾性領域と、前記低弾性領域よりも引張弾性率が高い高弾性領域とを備え、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域と前記高弾性領域とに跨って配置されていることを特徴とする触感提示装置。
A tactile presentation device including a sheet-shaped dielectric elastomer actuator that expands and contracts in the plane direction according to an applied voltage, and recognizes vibration due to expansion and contraction of the dielectric elastomer actuator as a tactile sensation.
A base material on which the dielectric elastomer actuator is laminated is provided.
The base material is configured to be bendable and
The portion of the base material on which the dielectric elastomer actuators are laminated is configured to be expandable and contractible in the expansion and contraction direction of the laminated dielectric elastomer actuators .
The base material includes a low elastic region having a low tensile elastic modulus and a high elastic region having a higher tensile elastic modulus than the low elastic region.
The dielectric elastomer actuator is a tactile presentation device characterized in that it is arranged so as to straddle the low elasticity region and the high elasticity region.
印加電圧に応じて面方向に伸縮するシート状の誘電エラストマーアクチュエータを備え、前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮に基づく振動を触感として認識させる触感提示装置であって、
前記誘電エラストマーアクチュエータが積層される基材を備え、
前記基材は、湾曲可能に構成されるとともに、
前記基材における前記誘電エラストマーアクチュエータが積層された部分は、積層された前記誘電エラストマーアクチュエータの伸縮方向に伸縮可能に構成され
2個の前記誘電エラストマーアクチュエータからなるアクチュエータ対を備え、
前記アクチュエータ対を構成する2個の前記誘電エラストマーアクチュエータは、その面方向において、特定の第1方向に相対的に大きく伸長するように構成されるとともに、前記第1方向が背中合わせとなるように間隔をあけて配置され、
前記アクチュエータ対を構成する2個の前記誘電エラストマーアクチュエータの各周囲には、前記誘電エラストマーアクチュエータの側縁が当接することにより、前記第1方向の反対側の方向への前記誘電エラストマーアクチュエータの伸長を制限する制限部が設けられ、
前記アクチュエータ対を構成する2個の前記誘電エラストマーアクチュエータの間であって、一方の前記誘電エラストマーアクチュエータの周囲に設けられる前記制限部と、他方の前記誘電エラストマーアクチュエータの周囲に設けられる前記制限部との間には隙間が設けられていることを特徴とする触感提示装置。
A tactile presentation device including a sheet-shaped dielectric elastomer actuator that expands and contracts in the plane direction according to an applied voltage, and recognizes vibration due to expansion and contraction of the dielectric elastomer actuator as a tactile sensation.
A base material on which the dielectric elastomer actuator is laminated is provided.
The base material is configured to be bendable and
The portion of the base material on which the dielectric elastomer actuators are laminated is configured to be expandable and contractible in the expansion and contraction direction of the laminated dielectric elastomer actuators .
It is provided with an actuator pair consisting of the two dielectric elastomer actuators.
The two dielectric elastomer actuators constituting the actuator pair are configured to extend relatively large in a specific first direction in the plane direction thereof, and are spaced so as to be back to back in the first direction. Placed with a gap,
The side edge of the dielectric elastomer actuator abuts around each of the two dielectric elastomer actuators constituting the actuator pair, so that the dielectric elastomer actuator extends in the direction opposite to the first direction. There is a limiting part to limit,
Between the two dielectric elastomer actuators constituting the actuator pair, the limiting portion provided around the dielectric elastomer actuator of one and the limiting portion provided around the dielectric elastomer actuator of the other. A tactile presentation device characterized in that a gap is provided between them.
前記制限部は、前記第1方向に交差する方向への伸長を制限する第1制限部と、前記第1方向の反対側の方向への伸長を制限する第2制限部とを備え、
前記第2制限部同士の間に前記隙間が設けられている請求項2に記載の触感提示装置。
The limiting portion includes a first limiting portion that limits extension in a direction intersecting the first direction, and a second limiting portion that limits extension in a direction opposite to the first direction.
The tactile sensation presenting device according to claim 2, wherein the gap is provided between the second limiting portions.
前記基材は、引張弾性率が低い低弾性領域と、前記低弾性領域よりも引張弾性率が高い高弾性領域とを備え、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、少なくとも一部が前記低弾性領域に配置されている請求項2又は請求項3に記載の触感提示装置。
The base material includes a low elastic region having a low tensile elastic modulus and a high elastic region having a higher tensile elastic modulus than the low elastic region.
The tactile presentation device according to claim 2 or 3 , wherein at least a part of the dielectric elastomer actuator is arranged in the low elasticity region.
前記基材は、弧状に湾曲するとともに周方向に伸縮可能な前記低弾性領域と、前記低弾性領域の周方向の両端部の変位を制限する前記高弾性領域とを備え、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記低弾性領域に設けられている請求項に記載の触感提示装置。
The base material comprises the low elastic region which is curved in an arc shape and can be expanded and contracted in the circumferential direction, and the high elastic region which limits the displacement of both ends of the low elastic region in the circumferential direction.
The tactile sensation presenting device according to claim 4 , wherein the dielectric elastomer actuator is provided in the low elasticity region.
前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分の内面に積層されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の触感提示装置。
The base material has an annular portion having an annular cross section.
The tactile sensation presenting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the dielectric elastomer actuator is laminated on the inner surface of the annular portion.
前記基材は、断面が環状となる環状部分を有し、
前記誘電エラストマーアクチュエータは、前記環状部分に対して、前記環状部分の周方向に分離して複数、配置され、
複数の前記誘電エラストマーアクチュエータに対して、それぞれ独立して電圧を印加可能である請求項1〜のいずれか一項に記載の触感提示装置。
The base material has an annular portion having an annular cross section.
A plurality of the dielectric elastomer actuators are arranged with respect to the annular portion separately in the circumferential direction of the annular portion.
The tactile sensation presenting device according to any one of claims 1 to 6 , wherein a voltage can be independently applied to the plurality of dielectric elastomer actuators.
前記基材には、装着状態を調節する調節部が設けられている請求項1〜のいずれか一項に記載の触感提示装置。 The tactile sensation presenting device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the base material is provided with an adjusting unit for adjusting a mounting state. 指を装着部位とし、前記誘電エラストマーアクチュエータは、指の周方向に伸縮する請求項1〜のいずれか一項に記載の触感提示装置。 The tactile presentation device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the finger is used as a mounting portion, and the dielectric elastomer actuator expands and contracts in the circumferential direction of the finger.
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