JP2019031962A - Controller and tactile feeling provision device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、形状記憶合金アクチュエータの制御装置と、これらを用いた触感付与装置に関する。 The present invention relates to a control device for a shape memory alloy actuator and a tactile sensation imparting device using them.
従来より、小型化を図れるアクチュエータとして、形状記憶合金(SMA:Shape memory Alloy)を用いた形状記憶合金アクチュエータ(以下、単にSMAアクチュエータともいう)が知られる。SMAアクチュエータは、形状記憶合金製の伸縮部材を備え、その伸縮部材の温度変化による伸縮を利用して、他の被駆動要素を駆動可能である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a shape memory alloy actuator using a shape memory alloy (SMA) (hereinafter also simply referred to as an SMA actuator) is known as an actuator that can be miniaturized. The SMA actuator includes an expansion / contraction member made of a shape memory alloy, and can drive other driven elements by using expansion / contraction due to a temperature change of the expansion / contraction member.
特許文献1には、伸縮部材に対する通電を制御することで伸縮部材を駆動する通電制御装置が記載されている。この通電制御装置は、定電圧を伸縮部材に印加することで伸縮部材を駆動している。 Patent Document 1 describes an energization control device that drives an expandable member by controlling energization of the expandable member. This energization control device drives a telescopic member by applying a constant voltage to the telescopic member.
本発明者は、特許文献1の開示技術を検討したところ、次の知見を得た。伸縮部材の周囲の環境温度によらず伸縮部材に定電圧を印加する場合、その環境温度の変化に起因して、SMAアクチュエータの出力により駆動される被駆動要素の加速度である出力加速度が大幅に変化してしまう。環境温度によりSMAアクチュエータの大幅な出力特性の変化を招く事態は好ましくないため、その改善が望まれる。 When this inventor examined the indication technique of patent document 1, the following knowledge was acquired. When a constant voltage is applied to the expansion / contraction member regardless of the ambient temperature around the expansion / contraction member, the output acceleration, which is the acceleration of the driven element driven by the output of the SMA actuator, is greatly increased due to the change in the environmental temperature. It will change. Since it is not preferable that the output temperature of the SMA actuator is significantly changed by the environmental temperature, the improvement is desired.
本発明のある態様は、このような課題に鑑みてなされ、その目的の1つは、環境温度の変化に起因するSMAアクチュエータの出力加速度の変化を抑えられる技術を提供する。 An aspect of the present invention is made in view of such a problem, and one of the objects is to provide a technique capable of suppressing a change in output acceleration of an SMA actuator caused by a change in environmental temperature.
本発明の第1態様は制御装置である。第1態様の制御装置は、温度変化により伸縮可能な形状記憶合金製の伸縮部材を用いた形状記憶合金アクチュエータの制御装置であって、前記伸縮部材の周囲の環境温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、前記温度情報取得部が取得した前記温度情報に基づき前記伸縮部材に印加される印加電圧を設定し、その設定された印加電圧により前記伸縮部材に通電する通電制御部と、を備え、前記通電制御部は、前記環境温度が高いときほど前記印加電圧を低く設定する。 The first aspect of the present invention is a control device. The control device according to the first aspect is a control device for a shape memory alloy actuator using a shape memory alloy expansion / contraction member that can be expanded and contracted by a temperature change, and acquires temperature information indicating an ambient temperature around the expansion member. A temperature information acquisition unit; and an energization control unit configured to set an applied voltage to be applied to the elastic member based on the temperature information acquired by the temperature information acquisition unit, and to energize the elastic member by the set application voltage; The energization control unit sets the applied voltage to be lower as the environmental temperature is higher.
この態様によれば、環境温度によらず定電圧を印加する場合と比べ、環境温度の変化に起因するSMAアクチュエータの出力加速度の大きな変化を抑えられる。 According to this aspect, a large change in the output acceleration of the SMA actuator due to a change in the environmental temperature can be suppressed as compared with a case where a constant voltage is applied regardless of the environmental temperature.
まず、本発明を想到するに至った背景から説明する。図1は、SMAアクチュエータの出力加速度Aと環境温度Teの関係を示すグラフである。ここでは、環境温度Teを様々に変えた条件で、かつ、次の条件のもとで伸縮部材に通電した。本例では、逆変態開始温度TAsが85℃程度でNi−Ti系の形状記憶合金を用いて伸縮部材を構成している。
・伸縮部材の加熱開始温度は環境温度Teと同じ
・印加電圧及び通電時間は環境温度Teによらず一定
First, the background of the present invention will be described. FIG. 1 is a graph showing the relationship between the output acceleration A of the SMA actuator and the environmental temperature Te. Here, the elastic member was energized under various conditions of the environmental temperature Te and under the following conditions. In this example, the reverse transformation start temperature TAs is about 85 ° C., and the stretchable member is formed using a Ni—Ti-based shape memory alloy.
-The heating start temperature of the expansion / contraction member is the same as the environmental temperature Te-The applied voltage and energization time are constant regardless of the environmental temperature Te
本明細書でのSMAアクチュエータの出力加速度Aは、通電加熱による縮み変形と放熱冷却による伸び変形とを経て元の形状に復元するまでを測定期間としたとき、その測定期間内に得られる被駆動要素の加速度の最大値と最小値の差分値(ピークピーク値)で定義される。 The output acceleration A of the SMA actuator in this specification is a driven period obtained within the measurement period when the period until it is restored to the original shape through contraction deformation due to current heating and expansion deformation due to heat radiation cooling is taken as the measurement period. It is defined by the difference value (peak peak value) between the maximum value and the minimum value of the acceleration of the element.
SMAアクチュエータの出力加速度Aは、定電圧を印加した場合、逆変態開始温度TAs未満の温度域(以下、通常温度域という)において、環境温度Teが低温の場合に小さくなり、環境温度Teが高温の場合に大きくなる傾向がある。つまり、環境温度Teに応じてSMAアクチュエータの大幅な動作特性の変化を招いてしまう。SMAアクチュエータを触感付与装置に組み込む場合、SMAアクチュエータの出力加速度Aの変化により、触感付与装置によりユーザに付与される触感が大きく変化してしまい、その使用感への悪影響が懸念される。 When a constant voltage is applied, the output acceleration A of the SMA actuator decreases when the environmental temperature Te is low in the temperature range below the reverse transformation start temperature TAs (hereinafter referred to as the normal temperature range), and the environmental temperature Te is There is a tendency to increase at high temperatures. That is, the operating characteristics of the SMA actuator are significantly changed according to the environmental temperature Te. When the SMA actuator is incorporated in the tactile sensation imparting device, the tactile sensation imparted to the user by the tactile sensation imparting device is greatly changed due to the change in the output acceleration A of the SMA actuator, and there is a concern about the adverse effect on the feeling of use.
環境温度Teに応じて出力加速度Aが大きく変化してしまうのは、環境温度Teに応じて、伸縮部材からの単位時間当たりの放熱量(以下、放熱速度という)が変化してしまうことが原因と考えられる。つまり、環境温度Teが低温の場合、逆変態開始温度TAs以上逆変態終了温度TAf以下の温度域(以下、変態温度域という)まで伸縮部材が通電加熱されると、伸縮部材の部材温度Tmと環境温度Teの温度差が大きくなる。これに起因して、伸縮部材の放熱速度が速くなることで、変態温度域での伸縮部材の温度上昇速度が過度に遅くなり、逆変態に伴う形状回復速度が遅くなることで、出力加速度Aが小さくなると考えられる。また、環境温度Teが高温の場合、変態温度域まで伸縮部材が通電加熱されると、伸縮部材の部材温度Tmと環境温度Teの温度差が小さくなる。これに起因して、伸縮部材の放熱速度が遅くなることで、変態温度域での伸縮部材の温度上昇速度が過度に速くなり、逆変態に伴う形状回復速度が速くなることで、出力加速度Aが大きくなると考えられる。 The reason why the output acceleration A greatly changes according to the environmental temperature Te is that the amount of heat released per unit time (hereinafter referred to as the heat dissipation speed) from the elastic member changes according to the environmental temperature Te. it is conceivable that. That is, when the environmental temperature Te is low, when the expansion / contraction member is energized and heated to a temperature range between the reverse transformation start temperature TAs and the reverse transformation end temperature TAf (hereinafter referred to as the transformation temperature range), the member temperature of the expansion member The temperature difference between Tm and ambient temperature Te increases. As a result, the heat release rate of the expansion / contraction member is increased, the temperature increase rate of the expansion / contraction member in the transformation temperature range is excessively slow, and the shape recovery rate associated with reverse transformation is decreased, thereby reducing the output acceleration A. Is considered to be smaller. Further, when the environmental temperature Te is high, when the elastic member is energized and heated to the transformation temperature range, the temperature difference between the member temperature Tm of the elastic member and the environmental temperature Te becomes small. Due to this, the heat dissipation rate of the expansion / contraction member becomes slow, the temperature rise rate of the expansion / contraction member in the transformation temperature range becomes excessively fast, and the shape recovery speed associated with reverse transformation increases, so that the output acceleration A Is expected to increase.
本発明者は、この対策を検討したところ、環境温度Teの変化に応じて印加電圧を変化させることで、単位時間当たりの投入熱量を調整するのが有効であるとの知見を得た。詳しくは、環境温度Teが低温の場合、相対的に高い印加電圧を伸縮部材に通電し、単位時間当たりの投入熱量を大きくすることで、放熱速度の増大に伴う温度上昇速度の過度の減少を抑える。また、環境温度Teが高温の場合、相対的に低い印加電圧を伸縮部材に通電し、単位時間当たりの投入熱量を小さくすることで、放熱速度の減少に伴う温度上昇速度の過度の増大を抑える。 The present inventor examined this measure, and obtained the knowledge that it is effective to adjust the input heat amount per unit time by changing the applied voltage in accordance with the change in the environmental temperature Te. Specifically, when the environmental temperature Te is low, an excessive decrease in the temperature rise rate accompanying an increase in the heat dissipation rate can be achieved by energizing the expansion / contraction member with a relatively high applied voltage and increasing the amount of input heat per unit time. suppress. Further, when the environmental temperature Te is high, a relatively low applied voltage is applied to the expansion / contraction member to reduce the input heat amount per unit time, thereby suppressing an excessive increase in the temperature increase rate due to a decrease in the heat dissipation rate. .
これにより、環境温度Teによらず定電圧を印加する場合と比べ、環境温度Teの変化による変態温度域での温度上昇速度の変化を抑制でき、その変化に起因する出力加速度Aの大きな変化を抑えられる。ここでの「出力加速度の大きな変化を抑えられる」とは、伸縮部材が環境温度Teに応じて取り得る出力加速度の最大値と最小値の差分値を小さくできることを意味する。 Thereby, compared with the case where a constant voltage is applied regardless of the environmental temperature Te, it is possible to suppress the change in the temperature increase rate in the transformation temperature range due to the change in the environmental temperature Te, and to greatly change the output acceleration A due to the change. It can be suppressed. Here, “a large change in the output acceleration can be suppressed” means that the difference value between the maximum value and the minimum value of the output acceleration that can be taken by the expansion / contraction member according to the environmental temperature Te can be reduced.
図2は、伸縮部材に対する通電時間とSMAアクチュエータの出力変位量との関係を示すグラフである。本図では、図1で説明した条件と異なり、通電時間を様々に変えた条件のもとで伸縮部材に通電している。ここでの出力変位量とは、SMAアクチュエータの出力により駆動される被駆動要素の変位量であって、前述の測定期間内に得られる最大の変位量をいう。SMAアクチュエータの出力変位量は、線分L0〜L2に示すように、通電開始してからしばらくの通電時間の間は、通電時間との間で比例関係を持っている。この線分L0〜L2の傾き、つまり、通電時間の変化量に対する出力変位量の変化量の割合は、出力変位量の単位時間当たりの変化量である出力速度を表している。この線分L0〜L2の傾きが大きくなるほど、出力速度が大きくなり、それに伴い測定期間内に得られる出力加速度が大きくなるといえる。このことから、この線分L0〜L2の傾きは、出力加速度を表しているといえる。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the energization time for the expandable member and the output displacement amount of the SMA actuator. In this figure, unlike the condition described in FIG. 1, the elastic member is energized under conditions where the energization time is variously changed. Here, the output displacement amount is the displacement amount of the driven element driven by the output of the SMA actuator, and is the maximum displacement amount obtained within the above-described measurement period. As shown by line segments L0 to L2, the output displacement amount of the SMA actuator has a proportional relationship with the energization time for a while after the energization is started. The slope of the line segments L0 to L2, that is, the ratio of the change amount of the output displacement amount to the change amount of the energization time represents the output speed which is the change amount of the output displacement amount per unit time. It can be said that as the slopes of the line segments L0 to L2 increase, the output speed increases and the output acceleration obtained during the measurement period increases accordingly. From this, it can be said that the slopes of the line segments L0 to L2 represent the output acceleration.
たとえば、環境温度Te=20℃かつ印加電圧Va=15Vの場合に所定の目標範囲の出力加速度が得られるとする。本実施形態では、たとえば、環境温度Teが20℃より高温のTe=60℃のとき、線分L1の傾きから線分L0の傾きに近づけるように(方向Px参照)、印加電圧Vaを15Vより低い10Vに設定する。また、たとえば、環境温度Teが20℃より低温のTe=−40℃のとき、線分L2から線分L0の傾きに近づけるように(方向Py参照)、印加電圧Vaを15Vより高い20Vに設定する。このような考えのもとで印加電圧を設定することで、環境温度Teによらず出力加速度が目標範囲に収まるように制御できる。 For example, assume that an output acceleration within a predetermined target range is obtained when the environmental temperature Te = 20 ° C. and the applied voltage Va = 15V. In the present embodiment, for example, when the ambient temperature Te is higher than 20 ° C., Te = 60 ° C., the applied voltage Va is set to 15V so that the slope of the line segment L1 approaches the slope of the line segment L0 (see direction Px). Set to a low 10V. For example, when the environmental temperature Te is Te = -40 ° C. lower than 20 ° C., the applied voltage Va is set to 20V higher than 15V so as to approach the slope of the line segment L0 from the line segment L2 (see direction Py). To do. By setting the applied voltage based on this idea, it is possible to control the output acceleration to be within the target range regardless of the environmental temperature Te.
SMAアクチュエータを触感付与装置に組み込む場合、触感付与装置からユーザに付与される触感には、出力加速度の他にも出力変位量が影響している。ユーザに付与される触感の変化を抑えたり、伸縮部材の歪み率が過多となる事態を抑えるうえでは、所定の目標範囲(たとえば、図2の範囲Rb)の出力変位量に収まるように伸縮部材に対する通電を制御することになる。 When the SMA actuator is incorporated in the tactile sensation imparting device, the output displacement amount affects the tactile sensation imparted to the user from the tactile sensation imparting device in addition to the output acceleration. In order to suppress a change in tactile sensation imparted to the user or to suppress an excessive distortion rate of the expansion / contraction member, the expansion / contraction member falls within an output displacement amount within a predetermined target range (for example, range Rb in FIG. 2). This controls the energization of the.
ここで、伸縮部材に通電するうえで、制御対象としては印加電圧の他に通電時間がある。環境温度Teが60℃の場合、環境温度Teが20℃の場合より通電時間を短くすれば、目標範囲Rbに出力変位量を収めることはできるものの、線分L0、L1の傾きである出力加速度は変化しない。つまり、伸縮部材に対する通電時間を変化させたとしても、所望の出力加速度を得られない。環境温度Teに応じて所望の出力加速度を得るうえでは、通電時間ではなく印加電圧の制御が有効ということである。 Here, in energizing the expansion / contraction member, the control target includes energization time in addition to the applied voltage. When the environmental temperature Te is 60 ° C., if the energization time is shorter than when the environmental temperature Te is 20 ° C., the output displacement can be accommodated in the target range Rb, but the output acceleration that is the slope of the line segments L0 and L1. Does not change. That is, a desired output acceleration cannot be obtained even if the energization time for the elastic member is changed. In order to obtain a desired output acceleration according to the environmental temperature Te, it is effective to control the applied voltage rather than the energization time.
また、図2の例では、環境温度Teが−40℃のような過度に低温域にあると、ある通電時間(2.5ミリ秒)を超えた以降は出力変位量が変化しなくなり、いくら通電時間を長くしたとしても出力変位量を目標範囲Rbに収められなくなる。これは、前述の通り、変態温度域において伸縮部材の部材温度Tmと環境温度Teの温度差が大きくなり、伸縮部材の放熱速度が過度に速くなり、伸縮部材が温度上昇しなくなるためと考えられる。この点、本実施形態の制御装置は、環境温度Teが過度に低温域にある場合でも、その環境温度Teに応じた適切な印加電圧を設定することで、伸縮部材への投入熱量を高めて変態温度域での伸縮部材の温度上昇を図り、目標範囲Rbの出力変位量を得られる。 In the example of FIG. 2, when the environmental temperature Te is in an excessively low temperature range such as −40 ° C., the output displacement amount does not change after a certain energization time (2.5 milliseconds) is exceeded. Even if the energization time is lengthened, the output displacement amount cannot be within the target range Rb. This is presumably because, as described above, the temperature difference between the member temperature Tm of the elastic member and the environmental temperature Te increases in the transformation temperature range, the heat dissipation rate of the elastic member becomes excessively high, and the temperature of the elastic member does not increase. . In this regard, even when the environmental temperature Te is excessively low, the control device of the present embodiment increases the amount of heat input to the elastic member by setting an appropriate applied voltage according to the environmental temperature Te. The temperature of the elastic member can be increased in the transformation temperature range, and the output displacement amount in the target range Rb can be obtained.
また、本実施形態の制御装置は、前述のように、SMAアクチュエータの出力加速度が所定範囲に収まるように、環境温度Teに応じた印加電圧を設定する。本発明者は、このように印加電圧を設定するうえで、次の問題があるとの知見を得た。 Further, as described above, the control device of the present embodiment sets the applied voltage according to the environmental temperature Te so that the output acceleration of the SMA actuator is within a predetermined range. The present inventor has obtained the knowledge that there is the following problem in setting the applied voltage in this way.
図3は、伸縮部材に対する通電時間とSMAアクチュエータの出力変位量との関係を示す他のグラフである。出力加速度が所定範囲となるように印加電圧を制御するということは、たとえば、本図の中で二本の直線La、Lbで挟まれた範囲に収まるように印加電圧を制御することを意味する。ここで、たとえば、通電時間が1.5ミリ秒の場合に目標範囲Rbの出力変位量を得られるとする。このとき、伸縮部材に対する通電時間を減少させた場合(たとえば、1.5ミリ秒から0.75ミリ秒に減少させた場合)、その変化に伴い出力変位量の範囲Rx1が目標範囲Rbから減少してしまう。同様に、伸縮部材に対する通電時間を増加させた場合(たとえば、1.5ミリ秒から3.0ミリ秒に増加させた場合)、その変化に伴い出力変位量の範囲Rx2が目標範囲Rbから増加してしまう。 FIG. 3 is another graph showing the relationship between the energization time for the telescopic member and the output displacement amount of the SMA actuator. Controlling the applied voltage so that the output acceleration is in a predetermined range means, for example, controlling the applied voltage so that it falls within a range sandwiched between two straight lines La and Lb in the figure. . Here, for example, it is assumed that the output displacement amount of the target range Rb can be obtained when the energization time is 1.5 milliseconds. At this time, when the energization time for the expandable member is reduced (for example, when it is reduced from 1.5 milliseconds to 0.75 milliseconds), the output displacement amount range Rx1 decreases from the target range Rb along with the change. Resulting in. Similarly, when the energization time for the expansion / contraction member is increased (for example, from 1.5 milliseconds to 3.0 milliseconds), the output displacement range Rx2 increases from the target range Rb along with the change. Resulting in.
このように、出力加速度が所定の目標範囲Rbとなるように印加電圧を制御するうえで、伸縮部材に対する通電時間を変化させてしまうと、SMAアクチュエータの出力変位量が変化してしまい、目標範囲Sbの出力変位量を得られなくなり得る。よって、SMAアクチュエータの出力加速度が目標範囲Rbとなるように制御したとしても、出力変位量の変化によりユーザに付与される触感が変化してしまい、その使用感への悪影響が懸念される。 As described above, when the energization time for the expandable member is changed in controlling the applied voltage so that the output acceleration is within the predetermined target range Rb, the output displacement amount of the SMA actuator is changed, and the target range is thus reached. The output displacement amount of Sb may not be obtained. Therefore, even if the output acceleration of the SMA actuator is controlled so as to be within the target range Rb, the tactile sensation imparted to the user changes due to the change in the output displacement amount, and there is a concern that the use feeling may be adversely affected.
本発明者は、この対策を検討したところ、環境温度Teの変化によらず一定値の通電時間(たとえば、1.5ミリ秒)が経過したところで通電を停止することが有効であるとの知見を得た。これにより、出力加速度が目標範囲となるように制御するうえで、SMAアクチュエータの出力変位量の変化を抑えられる。この結果、環境温度Teの変化によらず、SMAアクチュエータの出力加速度と出力変位量の両方が所定の範囲に収まるように制御し易くなる。以下、このような背景のもとでなされた技術を説明する。 The present inventor has examined this measure, and finds that it is effective to stop energization when a certain energization time (for example, 1.5 milliseconds) elapses regardless of changes in the environmental temperature Te. Got. Thereby, in controlling the output acceleration to be within the target range, the change in the output displacement amount of the SMA actuator can be suppressed. As a result, it becomes easy to perform control so that both the output acceleration and the output displacement amount of the SMA actuator are within a predetermined range regardless of the change in the environmental temperature Te. Hereinafter, the technique made in such a background is demonstrated.
以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。 Hereinafter, in the embodiment and the modification, the same reference numerals are given to the same components, and the duplicate description is omitted. In the drawings, for convenience of explanation, some of the components are omitted as appropriate, and the dimensions of the components are appropriately enlarged and reduced.
図4は、第1実施形態の触感付与装置12を示す構成図である。図5は、触感付与装置12が用いられる電気機器14の一部を示す模式図である。触感付与装置12は、電気機器14の被操作部14aに対するユーザUのタッチ操作に連動して、ユーザUに触感を付与可能である。本実施形態の電気機器14はタッチパネル装置であり、ユーザによりタッチ操作される被操作部14aはタッチパネルである。触感付与装置12は、電気機器14の一部として電気機器14に組み込まれる。触感付与装置12は、主に、制御装置16と、タッチ検出部18と、SMAアクチュエータ20と、付勢部22とを備える。制御装置16は後述する。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating the tactile
タッチ検出部18は、電気機器14の被操作部14aに対するタッチ操作を検出可能である。タッチ検出部18は、たとえば、タッチパネルに組み込まれる静電容量式タッチセンサ等である。
The
SMAアクチュエータ20は、伸縮部材24の縮み変形により、電気機器14の被操作部14aを特定の駆動方向Paに駆動可能である。駆動方向Paは、たとえば、タッチパネルの面内方向又は面外方向である。
The
付勢部22は、電気機器14の被操作部14aを駆動方向Paとは反対側の反駆動方向Pbに付勢する。付勢部22は、コイルスプリング等の弾性体である。
The urging
図6は、SMAアクチュエータ20の一例を示す側面図である。本実施形態のSMAアクチュエータ20は、伸縮部材24の他に、固定子26と、可動子28とを有する。
FIG. 6 is a side view showing an example of the
固定子26は、電気機器14のケーシング(不図示)に取り付けられ、電気機器14の被操作部14aに対する位置が固定される。可動子28は、固定子26と対向するとともに、固定子26と対向する方向を可動方向として移動可能である。可動子28は、可動方向の一方側を駆動方向Paとして、その駆動方向Paの動きを被駆動要素となる電気機器14の被操作部14aに伝達可能である。
The
伸縮部材24は、線状のワイヤーを例示するが、帯状のベルト等でもよい。伸縮部材24は制御装置16の通電制御部32(後述する)に電気的に接続される。伸縮部材24は、温度変化により伸縮可能な形状記憶合金製である。形状記憶合金製の伸縮部材24は、加熱による逆変態(オーステナイト変態)により縮み変形可能であるとともに、冷却によるマルテンサイト変態により伸び変形可能である。伸縮部材24は縮み変形により可動子28を駆動方向Paに駆動可能である。
The
図7は、本実施形態の伸縮部材24の抵抗−温度特性を示す図である。伸縮部材24を構成する形状記憶合金は、少なくとも一部の温度域において、伸縮部材24の温度である部材温度Tmに応じて抵抗値が変化する特定の抵抗−温度特性を持つ。本実施形態の形状記憶合金は、Ni−Ti系合金である。この組成の形状記憶合金は、逆変態開始温度TAs(As点)以上、逆変態終了温度TAf(Af点)以下の温度域Tra(以下、変態温度域という)において、負の抵抗−温度特性を持つ。また、逆変態開始温度TAs未満の通常温度域Trbにおいて、正の抵抗−温度特性を持つ。負の抵抗−温度特性とは、部材温度Tmが増大するほど抵抗値が減少する特性をいい、正の抵抗−温度特性とは、部材温度Tmが増大するほど抵抗値が増大する特性をいう。
FIG. 7 is a diagram showing resistance-temperature characteristics of the
図4に戻る。制御装置16は、温度情報取得部30と、通電制御部32とを備える。制御装置16の各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのCPUをはじめとする種々の電子部品や機械部品等により実現され、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等により実現される。ここでは、それらの連携により実現される機能ブロックを描く。これらの機能ブロックは、ハードウェア要素とソフトウェア要素の組み合わせ、または、ハードウェア要素のみにより実現される。
Returning to FIG. The
温度情報取得部30は、次のような考えに基づき、環境温度Teを示す温度情報を取得する。SMAアクチュエータ20の伸縮部材24は体積が非常に小さいうえ、固定子26や可動子28との間での熱伝導により放熱し易い。よって、伸縮部材24の部材温度Tmは環境温度Teまで非常に早期に冷却され易く、伸縮部材24の通電加熱後の非常に短い期間を除いて環境温度Teと同じ温度となる。そこで、本実施形態では、環境温度Teが部材温度Tmと同じであるとみなしている。
The temperature
また、前述の通り、伸縮部材24は、逆変態開始温度TAsより低い通常温度域Trbで正の抵抗−温度特性を持つ。よって、通常温度域Trbでは、伸縮部材24の抵抗値から部材温度Tmを特定でき、ひいては環境温度Teを特定できる。本実施形態では、このような通常温度域Trbの環境温度Teで伸縮部材24を用いることを想定している。そこで、本実施形態では、環境温度Te(部材温度Tm)を示す温度情報として通電開始前の伸縮部材24の抵抗値を用いている。詳しくは、本実施形態の温度情報取得部30は、伸縮部材24の通電開始前の抵抗値を検出し、その検出した抵抗値を環境温度Teを示す温度情報として取得する。温度情報取得部30は、通常温度域Trbにおいて、伸縮部材24の抵抗値に基づき温度情報を取得することになる。抵抗値の検出方法は特に限定されず、たとえば、公知の種々の方法が用いられてもよい。なお、形状記憶合金の逆変態開始温度TAsは、たとえば、85℃程度である。
Further, as described above, the
通電制御部32は、温度情報取得部30が取得した温度情報に基づき伸縮部材24に印加される印加電圧を設定し、その設定された印加電圧により伸縮部材24に通電する。本実施形態の通電制御部32は、伸縮部材24に対する通電を開始した後、予め定められた通電停止条件が成立したときに伸縮部材24に対する通電を停止する。本実施形態の通電停止条件は、伸縮部材24に対する通電を開始してから所定の通電時間が経過したことである。本実施形態の通電時間は、環境温度Teによらず一定の一定値が設定される。
The
通電制御部32は、温度情報の示す環境温度Teが高いときほど印加電圧を低く設定する。図8は、環境温度Teと印加電圧の対応関係を示す図である。図8(a)に示すように、本実施形態の通電制御部32は、環境温度Teが高くなるほど印加電圧が連続的に低くなるように印加電圧を設定する。この他にも、図8(b)に示すように、環境温度Teが高くなるほど印加電圧が段階的に低くなるように印加電圧を設定してもよい。この印加電圧は、通常温度域Trbの上限温度となる変態開始温度TAsで最小値となり、通常温度域Trbの想定される下限温度(たとえば、−40℃)で最大値となるように設定される。
The
印加電圧は、通電停止条件が成立するまで通電した場合に、少なくとも逆変態開始温度TAs以上の変態温度域Traまで伸縮部材24を加熱可能な大きさに設定される。また、印加電圧は、通電停止条件が成立するまで通電した場合に、通常温度域Trbでの環境温度Teによらず、図1に示すような目標範囲Raの出力加速度Aが得られる大きさに設定される。この出力加速度Aの目標範囲Raは、たとえば、通常温度域Trbの環境温度Teで取り得る出力加速度Aの最大値と最小値の差分値が5Gpp以下となるように設定される。
Applied voltage, when the power supply stop condition is energized until satisfied, is set an
通電制御部32は、このような条件を満たす印加電圧を設定するうえで、環境温度Teを示す温度情報と印加電圧の対応関係を規定するテーブル又は式を記憶部に保持しておき、そのテーブル又は式を用いて温度情報に基づき印加電圧を設定してよい。この温度情報と印加電圧の対応関係は、実験、解析等により求めればよい。
In setting the applied voltage that satisfies such conditions, the
通電時間は、目標範囲Raの出力加速度が得られるように印加電圧を設定した場合に、所定の目標範囲Rbの出力変位量が得られるような一定値が予め設定される。この目標範囲Rbの上限値は、伸縮部材24に通電を開始してから通電停止条件が成立するまでの間での伸縮部材24の歪み率が、予め定められた許容歪み率を超えない大きさとなるように設定される。この伸縮部材24の歪み率εは、次の式(1)で表すように、伸縮部材24が変態開始温度TAsにあるときの伸縮部材24の長さLに対する、変態温度域Traでの伸縮部材24の長さの変化量λの割合を示す。
ε=λ/L ・・・ (1)
The energization time is set in advance so as to obtain an output displacement amount in a predetermined target range Rb when an applied voltage is set so that an output acceleration in the target range Ra can be obtained. The upper limit value of the target range Rb is such that the distortion rate of the expansion /
ε = λ / L (1)
この伸縮部材24の歪み率は、変態温度域Traにおいて、伸縮部材24の部材温度Tmが高温になるほど大きくなり、逆変態終了温度TAfの近傍の温度で最大歪み率となる。伸縮部材24の歪み率は大きくなるほど疲労破壊を促進する恐れがある。これをふまえて、許容歪み率は、たとえば、最大歪み率の半分以下の大きさとなるように設定される。
The strain rate of the expansion /
以上の制御装置16を用いた触感付与装置12の動作を説明する。
電気機器14の被操作部14aに対するタッチ操作がタッチ検出部18により検出されると、その時の環境温度Teを示す温度情報を温度情報取得部30が取得する。本実施形態の温度情報取得部30は、タッチ操作が検出されたタイミングで温度情報を検出することで、タッチ操作が検出された時の温度情報を取得する。この他にも、温度情報取得部30は、常時に温度情報を監視することで、タッチ操作が検出された時の温度情報を取得してもよい。通電制御部32は、温度情報取得部30が取得した温度情報に基づき、伸縮部材24に印加される印加電圧を設定し、その印加電圧で伸縮部材24に通電する。本実施形態の通電制御部32は、通電を開始してから通電停止条件を満たすまで、設定された印加電圧を変更せずに伸縮部材24に通電する。
The operation of the tactile
When a touch operation on the operated
通電制御部32が伸縮部材24に通電すると伸縮部材24が縮み変形する。伸縮部材24が縮み変形すると、可動子28が駆動方向Paに駆動され、その可動子28の動きが電気機器14の被操作部14aに伝達されることで、被操作部14aも駆動方向Paに駆動される。このとき、電気機器14の被操作部14aは付勢部22の付勢力に抗して駆動方向Paに駆動される。
When the
通電制御部32による伸縮部材24に対する通電が停止すると、伸縮部材24が放熱冷却により元の形状に復元するように伸び変形する。これに伴い、伸縮部材24から被操作部14aへの力の伝達が解除され、被操作部14aが付勢部22の付勢力により反駆動方向Pbに押し戻される。触感付与装置12は、この駆動方向Paと反駆動方向Pbの動きを瞬間的に行わせることで被操作部14aを振動させる。これにより、被操作部14aに触れているユーザに被操作部14aの振動が伝達され、ユーザに触感が付与される。
When energization of the expansion /
以上の制御装置16によれば、通常温度域Trbにおいて、環境温度Teが低いときほど印加電圧を高く設定し、環境温度Teが高いときほど印加電圧を低く設定している。よって、前述の通り、環境温度Teによらず定電圧を印加する場合と比べ、環境温度Teの変化に起因する出力加速度Aの大きな変化を抑えられる。
According to the
また、温度情報取得部30は、伸縮部材24の抵抗値に基づき温度情報を取得する。よって、環境温度を示す温度情報を取得するうえで専用の測温素子が不要となり、制御装置16の構成の簡素化を図れる。
Further, the temperature
また、通電制御部32は、伸縮部材24に対する通電を開始してから所定の通電時間が経過したことを通電停止条件として通電を停止する。よって、伸縮部材24の抵抗値等に基づき通電停止条件の成否を判定する場合と比べ、その成否を簡易に判定できる。
In addition, the
また、所定の通電時間は、環境温度Teによらず一定の一定値が設定される。よって、前述の通り、環境温度Teの変化によらず、SMAアクチュエータ20の出力加速度と出力変位量の両方が所定の範囲に収まるように制御し易くなる。
The predetermined energization time is set to a constant value regardless of the environmental temperature Te. Therefore, as described above, it becomes easy to control so that both the output acceleration and the output displacement amount of the
(第2の実施の形態)
図9は、第2実施形態の触感付与装置12を示す構成図である。本実施形態の制御装置16は、第1実施形態の制御装置16と比べ、抵抗値取得部34の有無、通電制御部32の動作の点で相違する。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the tactile
抵抗値取得部34は、伸縮部材24の抵抗値を取得する。本実施形態では、伸縮部材24の抵抗値を温度情報取得部30も取得しており、温度情報取得部30が抵抗値取得部34を兼ねている。本実施形態の抵抗値取得部34は、伸縮部材24の抵抗値を検出することで、伸縮部材24の抵抗値を取得する。抵抗値の検出方法は特に限定されず、たとえば、公知の種々の方法が用いられてもよい。
The resistance
本実施形態の通電制御部32は、伸縮部材24に対する通電を開始した後、抵抗値取得部34が取得した抵抗値に基づき通電停止条件の成否を判定する。通電制御部32は、通電を開始した後、通電停止条件が成立するまでの間は通電を継続する。本実施形態の通電停止条件は、次の考えに基づき設定される。
The
前述の通り、伸縮部材24の歪み率は、変態温度域Traにおいて、伸縮部材24の部材温度Tmが高温になるほど大きくなり、これが大きくなるほど疲労破壊を促進する恐れがある。よって、第1実施形態と同様、許容歪み率を超えないように、変態温度域Traでの部材温度Tmの過度の増大を避ける必要がある。
As described above, in the transformation temperature range Tra, the strain rate of the
ここで、図7に示すように、伸縮部材24は、変態温度域Traにおいて、負の抵抗−温度特性を持つ。よって、伸縮部材24の抵抗値から変態温度域Trでの伸縮部材24の部材温度Tmを特定できる。
Here, as shown in FIG. 7, the
これを踏まえて、本実施形態の通電停止条件は、予め定められた基準抵抗値Rr以上の伸縮部材24の抵抗値を抵抗値取得部34が取得し、その後に基準抵抗値Rr以下の抵抗値を抵抗値取得部34を取得した場合に成立すると設定している。この基準抵抗値Rrは、基準抵抗値Rrに対応する変態温度域Traでの部材温度Tmまで加熱されたときの出力変位量が目標範囲Rbに収まるように設定される。この目標範囲Rbの上限値は、前述の通り、伸縮部材24の歪み率が許容歪み率を超えない大きさとなるように設定される。これにより、伸縮部材24が変態温度域Traで過剰に加熱されることにより歪み率が過多となる事態を避けられ、伸縮部材24の疲労特性の低下を避けられる。基準抵抗値Rr以上の抵抗値を抵抗値取得部34が取得することを一つの条件とするのは、次の理由による。
Based on this, the energization stop condition of the present embodiment is that the resistance
本実施形態の伸縮部材24を構成する形状記憶合金は、図7に示すように、通常温度域Trbにて正の抵抗−温度特性を持っている。よって、伸縮部材24が通常温度域Trbと変態温度域Traの何れにあるときも、伸縮部材24の抵抗値が基準抵抗値Rrを下回る事態が生じ得る。このため、基準抵抗値Rr以下の抵抗値を取得したことのみを通電停止条件に設定した場合、伸縮部材24の部材温度Tmが通常温度域Trbにあるときにも、伸縮部材24への通電が停止する事態が生じ得る。このような事態が生じると、伸縮部材24を変態温度域Traまで通電加熱できず、その縮み変形に伴い生じる力を用いて被駆動要素(被操作部14a)を駆動不能になってしまう。
As shown in FIG. 7, the shape memory alloy constituting the
ここで、いったん伸縮部材24の抵抗値が基準抵抗値Rr以上になった以降は、伸縮部材24に継続的に通電加熱する限り、通常温度域Trbでなく変態温度域Traで基準抵抗値Rrを下回る事態が生じる。そこで、伸縮部材24が通常温度域Trbではなく変態温度域Traにあるときに通電を停止できるように、基準抵抗値Rr以上の抵抗値を取得することを条件の一つとしている。これにより、通常温度域Trbにおいて正の温度−温度特性を持つ形状記憶合金製の伸縮部材24を用いた場合でも、伸縮部材24を変態温度域Traまで通電加熱しつつ、伸縮部材24の歪み率が過多となる事態を避けられる。
Here, once the resistance value of the expansion /
なお、同様の目的を果たす観点からは、次の通電停止条件を設定してもよい。伸縮部材24が通常温度域Trbから変態温度域Traまで加熱されると、伸縮部材24の抵抗値の単位時間当たりの変化量が正の値から負の値に切り替わる。このことを利用して、伸縮部材24の抵抗値の変化量を監視し、その変化量が負の値になることと、基準抵抗値Rr以下の抵抗値を取得することとを通電停止条件に設定してもよい。
Note that the following energization stop condition may be set from the viewpoint of achieving the same purpose. When the expansion /
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。 In the above, the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail. The above-described embodiments are merely specific examples for carrying out the present invention. The contents of the embodiments do not limit the technical scope of the present invention, and many design changes such as changes, additions, deletions, etc. of constituent elements are possible without departing from the spirit of the invention defined in the claims. Is possible. In the above-described embodiment, contents that can be changed in this way are emphasized with the notation of “embodiment”, “in the embodiment”, etc. Changes are allowed. Moreover, the hatching given to the cross section of drawing does not limit the material of the hatched object.
電気機器14の被操作部14aはタッチパネルである例を説明したが、これに限定されない。たとえば、オンオフスイッチ等のスイッチでもよい。また、電気機器14の被操作部14aとタッチ検出部18は、タッチパネルの一部として一体に設けられる例を説明したが、これらは別体に設けられていてもよい。
Although the to-
SMAアクチュエータ20は、伸縮部材24の縮み変形により可動子28を駆動方向Paに駆動可能であれば、その具体的な構造は特に限定されない。伸縮部材24を構成する形状記憶合金の組成は特に限定されず、Ni−Ti−Cu系合金が用いられてもよい。
The specific structure of the
Ni−Ti−Cu系合金を形状記憶合金に用いた場合、通常温度域Trbでの部材温度Tmと抵抗値の間での相関関係がなくなる。このように相関関係がなくなると、実施形態で説明したように、通常温度域Trbにおける環境温度Teを示す温度情報を伸縮部材24の抵抗値から取得できなくなる。この代案として、温度情報取得部30は、サーミスタ等の測温素子を用いて環境温度Teを示す温度情報を取得してもよい。なお、温度情報取得部30は、形状記憶合金の組成によらず、測温素子を用いて温度情報を取得してもよいし、他の手法を用いて温度情報を取得してもよい。
When a Ni—Ti—Cu alloy is used as a shape memory alloy, there is no correlation between the member temperature Tm and the resistance value in the normal temperature range Trb. When the correlation is lost in this way, as described in the embodiment, temperature information indicating the environmental temperature Te in the normal temperature range Trb cannot be acquired from the resistance value of the
通電制御部32は、印加電圧を設定してから伸縮部材24に対する通電を停止するまで、設定された印加電圧を変更しない例を説明したが、これに限定されない。たとえば、通電制御部32は、伸縮部材24に対する通電を開始してからも伸縮部材24の抵抗値を取得し、その通電途中に抵抗値の変化に追従して印加電圧を変更してもよい。
Although the
所定の通電時間は一定値である例を説明したが、温度情報取得部30が取得した温度情報に基づき設定される可変値でもよい。たとえば、高温の環境温度Teの場合、低温の環境温度Teの場合より伸縮部材24の放熱速度が遅くなるため、伸縮部材24の通電時間が長いと伸縮部材24が過多に加熱され易くなり、伸縮部材24の歪み率が過多になる恐れがある。これを避けるため、環境温度Teが高温になるほど通電時間が短くなるように設定してもよい。通電制御部32は、このような条件を満たす通電時間と環境温度Teの対応関係を規定するテーブル又は式を保持しておき、そのテーブル又は式を用いて環境温度Teから通電時間を特定してもよい。
Although the example in which the predetermined energization time is a constant value has been described, a variable value set based on the temperature information acquired by the temperature
通電制御部32による印加電圧の制御方法は特に限定されない。通電制御部32は、たとえば、パルス幅変調回路を用いて、電源電圧をもとに所望の印加電圧を生成することで、伸縮部材24に印加する印加電圧を制御してもよい。この他にも、たとえば、ドロッパ回路により電源電圧を所望の印加電圧まで降圧させることで実現してもよい。
The method for controlling the applied voltage by the
また、この他にも、静電容量の異なる複数のコンデンサを用いて印加電圧を制御してもよい。詳しくは、コンデンサは、静電容量が大きくなるほど、放電による電圧の降下速度が遅くなり、放電電流の電圧が高くなる特性がある。よって、コンデンサの放電電流を伸縮部材24に供給するうえで、コンデンサの静電容量が大きいと伸縮部材24に対する印加電圧が大きくなり、静電容量が小さいと伸縮部材24に対する印加電圧が小さくなる。
In addition, the applied voltage may be controlled using a plurality of capacitors having different capacitances. Specifically, the capacitor has a characteristic that as the capacitance increases, the rate of voltage drop due to discharge becomes slower and the voltage of the discharge current increases. Therefore, in supplying the discharge current of the capacitor to the expansion /
これを利用して、通電制御部32は、複数のコンデンサの何れかの放電電流を伸縮部材24に供給可能な構成とし、温度情報の示す環境温度Teが高いときほど静電容量の小さいコンデンサの放電電流を伸縮部材24に供給するようにしてもよい。これにより、温度情報の示す環境温度Teが高いときほど印加電圧が低くなるように、温度情報に基づき印加電圧が設定されることになる。このコンデンサは、たとえば、電解コンデンサ等である。
Utilizing this, the
以上の実施形態、変形例により具体化される発明を一般化すると、以下の項目に記載の発明が含まれているともいえる。
(項目)
温度変化により伸縮可能な形状記憶合金製の伸縮部材を用いて形状記憶合金アクチュエータの制御装置であって、
前記伸縮部材の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、
前記伸縮部材に通電する通電制御部と、を備え、
前記通電制御部は、予め定められた通電停止条件の成否を前記抵抗値取得部が取得した抵抗値に基づき判定し、通電停止条件が成立したときに通電を停止し、
前記通電停止条件は、予め定められた基準抵抗値以上の抵抗値を取得してから、前記基準抵抗値以下の抵抗値を取得することである制御装置。
If the invention embodied by the above embodiment and modification is generalized, it can be said that the invention described in the following items is included.
(item)
A shape memory alloy actuator control device using an elastic member made of a shape memory alloy that can be expanded and contracted by a temperature change,
A resistance value acquisition unit for acquiring a resistance value of the elastic member;
An energization control unit for energizing the expandable member,
The energization control unit determines success or failure of a predetermined energization stop condition based on the resistance value acquired by the resistance value acquisition unit, and stops energization when the energization stop condition is satisfied,
The energization stop condition is a control device that acquires a resistance value equal to or higher than a predetermined reference resistance value and then acquires a resistance value equal to or lower than the reference resistance value.
この項目に記載の発明に関する課題は下記の通りである。 The problems relating to the invention described in this item are as follows.
本発明者は、特許文献1の開示技術を検討したところ、次の知見を得た。形状記憶合金製の伸縮部材を用いて被駆動要素を駆動するうえでは、伸縮部材の縮み変形に伴い生じる力を駆動力として用いるため、逆変態開始温度以上逆変態終了温度以下の変態温度域まで伸縮部材を通電加熱するような通電制御を要する。また、特許文献1の開示技術では、伸縮部材の歪み率が過多となる事態を避けるため、変態温度域で負の抵抗−温度特性を持つ形状記憶合金を用いたうえで、伸縮部材の抵抗値が基準抵抗値を下回らないような通電制御をしている。 When this inventor examined the indication technique of patent document 1, the following knowledge was acquired. When driving the driven element using the elastic member made of shape memory alloy, the force generated by the contraction deformation of the elastic member is used as the driving force, so that the transformation temperature range is from the reverse transformation start temperature to the reverse transformation end temperature. Energization control is required to energize and heat the elastic member. In addition, in the disclosed technique of Patent Document 1, in order to avoid a situation where the strain rate of the expansion / contraction member is excessive, the resistance value of the expansion / contraction member is obtained after using a shape memory alloy having a negative resistance-temperature characteristic in the transformation temperature range. The energization control is performed so that does not fall below the reference resistance value.
ここで、特許文献1の開示技術では、逆変態開始温度未満の通常温度域では抵抗値と部材温度の間に相関関係がない形状記憶合金を用いて前述の通電制御をしている。形状記憶合金に用いられる素材の自由度を高める観点からは、通常温度域で正の抵抗−温度特性を持つ形状記憶合金を伸縮部材に用いた場合でも、同様の通電制御をできることが望まれる。 Here, in the disclosed technique of Patent Document 1, the above-described energization control is performed using a shape memory alloy having no correlation between the resistance value and the member temperature in a normal temperature range lower than the reverse transformation start temperature. From the viewpoint of increasing the degree of freedom of the material used for the shape memory alloy, it is desirable that the same energization control can be performed even when a shape memory alloy having a positive resistance-temperature characteristic in the normal temperature range is used for the elastic member.
この項目に記載の発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的の1つは、通常温度域において正の抵抗−温度特性を持つ形状記憶合金を伸縮部材に用いた場合でも、伸縮部材を用いて被駆動要素を駆動しつつ、伸縮部材の歪み率が過多となる事態を避けられる技術を提供する。 The invention described in this item has been made in view of such problems, and one of its purposes is to provide a stretchable member even when a shape memory alloy having a positive resistance-temperature characteristic in a normal temperature range is used as the stretchable member. Provided is a technique capable of avoiding a situation in which the distortion rate of the expansion and contraction member is excessive while driving the driven element using.
12…触感付与装置、14a…被操作部、16…制御装置、18…タッチ検出部、20…形状記憶合金アクチュエータ(SMAアクチュエータ)、24…伸縮部材、30…温度情報取得部、32…通電制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記伸縮部材の周囲の環境温度を示す温度情報を取得する温度情報取得部と、
前記温度情報取得部が取得した前記温度情報に基づき前記伸縮部材に印加される印加電圧を設定し、その設定された印加電圧により前記伸縮部材に通電する通電制御部と、を備え、
前記通電制御部は、前記環境温度が高いときほど前記印加電圧を低く設定する制御装置。 A control device for a shape memory alloy actuator using an elastic member made of a shape memory alloy that can be expanded and contracted by a temperature change,
A temperature information acquisition unit that acquires temperature information indicating an ambient temperature around the expansion member;
An application control unit configured to set an applied voltage to be applied to the expansion and contraction member based on the temperature information acquired by the temperature information acquisition unit, and to energize the expansion and contraction member by the set application voltage;
The energization control unit is a control device that sets the applied voltage lower as the environmental temperature is higher.
前記温度情報取得部は、前記逆変態開始温度未満の温度域において、前記伸縮部材の抵抗値に基づき前記温度情報を取得する請求項1に記載の制御装置。 The elastic member has a specific resistance-temperature characteristic in a temperature range lower than the reverse transformation start temperature,
The control device according to claim 1, wherein the temperature information acquisition unit acquires the temperature information based on a resistance value of the elastic member in a temperature range lower than the reverse transformation start temperature.
前記通電制御部は、予め定められた通電停止条件の成否を前記抵抗値取得部が取得した抵抗値に基づき判定し、通電停止条件が成立したときに通電を停止し、
前記通電停止条件は、予め定められた基準抵抗値以上の抵抗値を取得してから、前記基準抵抗値以下の抵抗値を取得することである請求項1から4のいずれかに記載の制御装置。 A resistance value acquisition unit for acquiring the resistance value of the elastic member;
The energization control unit determines success or failure of a predetermined energization stop condition based on the resistance value acquired by the resistance value acquisition unit, and stops energization when the energization stop condition is satisfied,
The control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the energization stop condition is to acquire a resistance value equal to or higher than a predetermined reference resistance value and then to acquire a resistance value equal to or lower than the reference resistance value. .
ユーザによる被操作部に対するタッチ操作を検出可能なタッチ検出部と、
形状記憶合金製の伸縮部材の縮み変形により前記被操作部を駆動可能な形状記憶合金アクチュエータと、を備え、
前記通電制御部は、前記タッチ検出部によりタッチ操作が検出された場合に、前記印加電圧を設定し、その設定された印加電圧により前記伸縮部材に通電する触感付与装置。 A control device according to any one of claims 1 to 5;
A touch detection unit capable of detecting a touch operation on the operated unit by a user;
A shape memory alloy actuator capable of driving the operated portion by contraction deformation of an elastic member made of shape memory alloy,
The energization control unit is a tactile sensation imparting device that sets the applied voltage and energizes the stretchable member with the set applied voltage when a touch operation is detected by the touch detection unit.
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| JP2017154629A Active JP6883326B2 (en) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Control device and tactile sensation device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021189806A (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-13 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | Control device and control method |
| GB2630127A (en) * | 2023-05-18 | 2024-11-20 | Cambridge Mechatronics Ltd | Driving of an SMA acuator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001227454A (en) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Rhythm Watch Co Ltd | Driving device and mechanical device |
| JP2006183564A (en) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Toki Corporation Kk | Actuator |
| JP2016015698A (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | Smk株式会社 | Shock generating actuator and touch panel |
-
2017
- 2017-08-09 JP JP2017154629A patent/JP6883326B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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