2016年11月

ピエゾアクチュエータ“PowerHap™”

触覚フィードバック機能を搭載したピエゾアクチュエータの開発

  • 他に類を見ない加速度、発生力、応答時間
  • 強大な出力をコンパクトな形状で実現するピエゾテクノロジー
  • 幅広い用途を目的とした触覚フィードバック特性

TDK株式会社(社長:石黒 成直)は、EPCOSブランドの触覚フィードバック機能ならびにセンサ機能を有する革新的なピエゾアクチュエータ“PowerHap™”を発表します。この新型アクチュエータ“PowerHap”は、加速度、発生力、応答時間で高い性能を発揮するため、他に類を見ない触覚フィードバック特性をもたらします。コンパクトで強力なこのアクチュエータは、人間の触感全域に働きかけ、HMI(Human Machine Interface)の感覚体験を大幅に高めます。

触覚フィードバック機能を実現した新型ピエゾアクチュエータは、銅の内部電極を伴う積層ピエゾプレートで構成されます。このアクチュエータは120 V以下の比較的低い動作電圧で駆動することができます。ピエゾプレートは、駆動すると垂直方向(z軸方向)で振動しますが、ピエゾ効果のため平面方向(x軸とy軸の両方向)で同時に収縮します。この新部品では、変位量増幅器としてプレート両面にシンバル形状の金属板を配し、z軸方向での収縮を15倍増幅しています。この“PowerHap”は、上限100 µmの変位特性を持つ5 Nタイプと200 µm超の変位特性が可能な20 Nタイプの2種類で発売されます。それぞれ12.7 mm x 12.7 mm x 1.6 mmと26 mm x 26 mm x 2.4 mmというコンパクトな寸法ですが、これらの新型アクチュエータは最大で5 Nと20 Nの力を発生させることが可能です。

偏心モータ(ERM)やリニアバイブレータ(LRA)といった今までの触覚フィードバックと比べて、今回発表のピエゾアクチュエータ“PowerHap”は、高い加速度と大きな発生力、速い応答時間を薄型で実現したことが特徴です。0.1 kg負荷の場合、5 Nタイプは2 msの立ち上がり時間で5Gの加速度を実現し、20 Nタイプはわずか1 ms後に15Gという仕様になっています。

今までの触覚フィードバックとは異なり、触覚フィードバック機能搭載ピエゾアクチュエータ“PowerHap”は、1 Hzから1000 Hzの刺激帯域全体にわたり振動することが可能です。そのため、人間の感覚に合わせた触覚フィードバックの実現が可能であり、最先端のHMIを開発できるようになっています。この“PowerHap”の用途としては、自動車やスマートフォン、タブレット、家電製品、ATM、自動販売機、ゲームコントローラー、産業用機器、医療器具などが挙げられます。


主な用途

  • 自動車、スマートフォン、タブレット、家電製品、ATM、自動販売機、ゲームコントローラー、産業用機器、医療器具

主な特徴と利点

  • 5 Nと20 Nの極めて高い加速度
  • 100 µmと200 µmという大きな変位特性
  • 1.6 mmと2.4 mmの薄型設計

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