振動アクチュエータの種類

Musical HapticsというオープンアクセスのSpringerの本がある.
この本の13章「Implementation and Characterization of Vibrotactile Interfaces」を読む機会があってそこに振動アクチュエータの簡単なまとめがあった.

これを読んだことをきっかけに,既存の振動アクチュエータを整理した.

ERM:Eccentric Rotating Mass(偏心回転質量)方式

形状に偏りがある錘(おもり)をモータで回転させる.
錘を回転させると遠心力が加わるが,形状に偏りがあると特定の方向に遠心力がかかる.
錘の回転の周波数に合わせて,遠心力の方向も回転し振動となる(と理解した)

最も普及している.
スマホに通常組み込まれているのはコレ.

VCA:Voice Coil Actuator(ボイスコイル)方式

VCAは交流電圧に駆動されたコイルが永久磁石と相互作用することで振動する. 原理はloudspeakerと同じである. Moving coil型とMoving magnet型の2種類がある.

Moving coil型では,磁石がつくる地場の中でコイルのみが動く. 質量のサイズによって低周波数の出力エネルギーに制約があるため,低周波振動を生成しにくい.
一方Moving magnet型では,低周波領域でもロバストに振動生成可能である.

Linear Resonating Actuators(LRAs)はVCA方式の一種であり, moving magnet型の質量をバネに接続する. バネマスシステムの共振周波数で振動を出力する. 電力効率がよい.

Piezo Actuator(ピエゾ)方式

電圧を加えるとピエゾ素子が機械的に変形する.
電圧のON/OFFを切り替えるとピエゾ素子の変形を制御でき,振動させられる.
この振動の反力で壁が振動する(と理解した)

前述の2つに対して,応答が高速.
ただし高価.