JP6211991B2 - 加速度発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、擬似的な力覚を利用者に知覚させる技術に関し、特に多自由度の力覚を知覚させる技術に関する。

非特許文献１には、擬似的な並進方向の力覚を知覚させる２個のアクチュエーターを振動方向が互いに直交するように配置することで、２自由度の擬似的な並進力覚を知覚させることができることが記載されている。

暦本純一，"Ｔｒａｘｉｏｎ：仮想力覚提示デバイス"，ＷＩＳＳ２０１３.

しかし、この方法では、Ｘ自由度（Ｘは１以上の整数）の擬似的な力覚を知覚させるためにはＸ個のアクチュエーターを接合しなければならず、装置が大きくなってしまう。

本発明の課題は、小型の装置で多自由度の擬似的な力覚を知覚させることである。

上記課題を解決するために、支持部と、永久磁石を含み、支持部に対して周期的な運動を行う一体部材と、支持部に対する相対位置が固定され、流された電流に応じた加速度を一体部材に与えるＮ個の第１コイルと、を有し、Ｎは２以上の整数であり、第１コイルのそれぞれは、少なくとも、支持部に対して定まる第１層に位置し、一体部材は、第１層に沿った第２層に位置し、第１層に沿った周期的な運動を行う、加速度発生装置が提供される。

以上の構成により、小型の装置で多自由度の擬似的な力覚を知覚させることができる。

図１は第１実施形態の加速度発生装置を例示した斜視図である。 図２は第１実施形態の加速度発生装置を例示した分解斜視図である。 図３は第１実施形態の加速度発生装置を例示した平面図である。 図４Ａは第１実施形態の支持部を例示した平面図であり、図４Ｂは支持部を除いた加速度発生装置を例示した平面図である。 図５Ａは図３の５Ａ−５Ａ断面図であり、図５Ｂは図３の５Ｂ−５Ｂ断面図である。 図６は第１実施形態の加速度発生装置を制御するための機能構成を例示したブロック図である。 図７Ａは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図３の５Ａ−５Ａ断面図である。図７Ｂは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図８Ａは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図３の５Ｂ−５Ｂ断面図である。図８Ｂは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図９Ａは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図３の５Ａ−５Ａ断面図である。図９Ｂは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図３の５Ｂ−５Ｂ断面図である。図９Ｃは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１０Ａは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図３の５Ａ−５Ａ断面図である。図１０Ｂは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは第１実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１２は第２実施形態の加速度発生装置を例示した平面図である。 図１３は第２実施形態の支持部を例示した平面図である。 図１４Ａは図１２の１４Ａ−１４Ａ断面図であり、図１４Ｂは図１２の１４Ｂ−１４Ｂ断面図である。 図１５Ａは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図１２の１４Ａ−１４Ａ断面図である。図１５Ｂは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１６Ａは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図１２の１４Ｂ−１４Ｂ断面図である。図１６Ｂは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１７Ａは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図１２の１４Ａ−１４Ａ断面図である。図１７Ｂは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図１２の１４Ｂ−１４Ｂ断面図である。図１７Ｃは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１８Ａは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図１２の１４Ａ−１４Ａ断面図である。図１８Ｂは第２実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図１９は第３実施形態の加速度発生装置を例示した平面図である。 図２０Ａは図１９の２０Ａ−２０Ａ断面図であり、図２０Ｂは図１９の２０Ｂ−２０Ｂ断面図であり、図２０Ｃは図１９の２０Ｃ−２０Ｃ断面図である。 図２１Ａおよび図２１Ｂは、第３実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図２２は、第３実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図２３Ａおよび図２３Ｂは、第３実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図２４Ａは第４実施形態の加速度発生装置を例示した平面図であり、図２４Ｂは図２４Ａの２４Ｂ−２４Ｂ断面図である。 図２５Ａおよび図２５Ｂは、第４実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図２６Ａは第４実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための平面図である。 図２７Ａは第５実施形態の加速度発生装置を例示した平面図であり、図２７Ａは第５実施形態の加速度発生装置を例示した正面図である。 図２８Ａは図２７Ａの２８Ａ−２８Ａ断面図であり、図２８Ｂは図２７Ａの２８Ｂ−２８Ｂ断面図である。 図２９Ａは図２７Ｂの２９Ａ−２９Ａ断面図であり、図２９Ｂは図２７Ｂの２９Ｂ−２９Ｂ断面図である。 図３０Ａは第５実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図２７Ａの２８Ａ−２８Ａ断面図である。図３０Ｂは第５実施形態の加速度発生装置の動作を説明するための図２７Ｂの２９Ｂ−２９Ｂ断面図である。 図３１は第６実施形態の加速度発生装置を例示した平面図である。 図３２Ａは図３１の３２Ａ−３２Ａ断面図であり、図３２Ｂは図３１の３２Ｂ−３２Ｂ断面図である。 図３３Ａから図３３Ｅは加速度発生装置の変形例を説明するための概念図である。 図３４Ａから図３４Ｇは加速度発生装置の変形例を説明するための概念図である。ただし、図３４Ａおよび３４Ｂは平面図であり、図３４Ｃおよび図３４Ｄは、それぞれ図３４Ａおよび３４Ｂの透過正面図である。また、図３４Ｅは平面図であり、図３４Ｆは図３４Ｅの透過正面図であり、図３４Ｇは透過正面図である。 図３５Ａから図３５Ｆは加速度発生装置の変形例を説明するための概念図である。ただし、図３５Ａは平面図であり、図３５Ｂは図３５Ａの透過正面図である。図３５Ｃは平面図であり、図３５Ｄは図３５Ｃの透過正面図である。 図３６Ａは加速度発生装置の変形例を示した平面図である。図３６Ｂは図３６Ａの３６Ｂ−３６Ｂ断面図である。 図３７Ａは加速度発生装置の変形例を示した平面図である。図３７Ｂは図３７Ａの３７Ｂ−３７Ｂ断面図である。 図３８Ａは加速度発生装置の変形例を示した平面図である。図３８Ｂは図３８Ａの３８Ｂ−３８Ｂ断面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。
［概要］
各実施形態で説明する加速度発生装置の概要を説明する。
各実施形態で説明する加速度発生装置は、（１）支持部と、（２）永久磁石を含み、支持部に対して周期的な運動を行う一体部材と、（３）支持部に対する相対位置が固定され、流された電流に応じた加速度を一体部材に与えるＮ個の第１コイルと、を有する。ただし、Ｎは２以上の整数であり、第１コイルのそれぞれは、少なくとも、支持部に対して定まる第１層に位置し、一体部材は、第１層に沿った第２層に位置し、第１層に沿った周期的な運動を行う。なお、第１層は、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な層であり、例えば、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な第１平面を含む。第２層は、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な層であり、例えば、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な第２平面を含む。例えば、第１層と第２層とは互いに隣接する層であり、第１平面と第２平面は互いに略平行（平行または実質的に平行）である。第１コイルのそれぞれは、少なくとも、第１層に位置していればよい。すなわち、第１コイルのそれぞれは、第１層のみに配置されていてもよいし、第１層とそれ以外の領域とに配置されていてもよい。また、一体部材は、１個または複数個の永久磁石を含む。一体部材内での永久磁石の相対位置は固定されている。ただし、永久磁石の形状や配置に制限はない。例えば、永久磁石が板状の磁石であり、その一方の板面が一方の磁極（例えば、Ｎ極）であり、その裏面が他方の磁極（例えば、Ｓ極）であってもよいし（表裏面で磁極が異なる）、永久磁石が板状または棒状の磁石であり、その一端（例えば板面の右側）が一方の磁極（例えば、Ｎ極）であり、他端（例えば板面の左側）が他方の磁極（例えば、Ｓ極）であってもよい（表裏面では磁極が同じ）。また、一体部材内での永久磁石の配置に制限はない。例えば、一体部材内で永久磁石の一方の磁極が第１層側を向き、他方の磁極がその反対側を向くように配置されていてもよいし、両方の磁極が第２層に沿った方向を向くように配置されてもよい。

このような構成の場合、Ｎ個の第１コイルに供給する電流を制御することで、一体部材に第１層（および第２層）に沿った多自由度の加速度を与えることができ、一体部材に多自由度の周期的な運動を行わせることができる。これにより、複数個のアクチュエーターを組み合わせることなく、多自由度の擬似的な力覚を提示できる。また上述の構成では、永久磁石側が支持部に対して運動を行い、第１コイル側は支持部に対して運動しない。そのため、使用劣化による第１コイルの断線が生じにくく、コイル側が可動する構成に比べて耐久性が高い。さらに、擬似的な力覚を明確に知覚させるためには運動を行う部材にある程度の重量を持たせることが必要である。上述の構成では、質量が大きな永久磁石を含む一体部材が周期的な運動を行うため、コイル側が周期的な運動を行う構成に比べ、簡易な構成で擬似的な力覚を明確に知覚させることができる。また、Ｎを３以上の整数とした場合、並進２自由度、回転１自由度の擬似的な力覚を提示することができる。また、第１コイルのそれぞれに流す電流の「大きさ」および「周波数」の少なくとも一方を制御可能としてもよい。これにより、複数の第１コイルが一体部材に与える力の合成ベクトルの向き、および、一体部材の加速度運動の各方角の周波数成分、の少なくとも一方が制御可能となる。その結果、擬似的な力覚を任意の方角（例えば、３６０°の方角から選択した任意の方角）に提示することが可能となる。

また、第１コイルのそれぞれは、第１層（第１層内）の互いに異なる領域に偏って配置されることが望ましい。これにより、多自由度の擬似的な力覚を明確に区別して提示できる。さらに、第１コイルのそれぞれは、第１層の基準位置（例えば、加速度発生装置の重心を通る直線が第１層と直交する位置）に対して、第１層に沿ったＮ個の方角（互いに異なる方角）のそれぞれに位置することがより望ましい。言い換えると、第１コイルのそれぞれは、これらのＮ個の方角のそれぞれに偏った配置となることが望ましい。これにより、第１層に沿った並進方向の加速度だけではなく、第１層に沿った回転方向の加速度をも一体部材に与えることができる。すなわち、一体部材は、少なくとも、第１層に沿った並進２自由度または回転１自由度の運動（並進運動または回転運動）を行うことができる。この場合、並進力覚の提示だけではなく、並進力覚の提示方向を回転させたり、回転力覚を提示したりできる。なお、「並進力覚」とは、並進運動する物体の進行方向の力覚（すなわち、直線方向の力覚）を意味し、「回転力覚」とは、回転運動する物体の回転方向の力覚を意味する。また、「疑似的な力覚」とは、実際には物体（擬似力覚発生装置）が並進運動や回転運動をする力が外界から働いていないにも関わらず、あたかも並進や回転方向へ動きそうな力が働いているような知覚が生成されることをいう。

さらに、加速度発生装置が、流された電流に応じ、第１層から第２層に向かう第１方向成分を持つ加速度および第２層から第１層に向かう第２方向成分を持つ加速度の少なくとも一方を一体部材に与える第２コイルをさらに有してもよい。この場合、一体部材は、第１方向成分の加速度を持つ運動および第２方向成分の加速度を持つ運動を繰り返す周期的な運動を行う。これにより、より自由度の高い擬似的な力覚を提示できる。

また、加速度発生装置が、支持部に対する相対位置が固定され、流された電流に応じた加速度を一体部材に与えるＭ個の第３コイルをさらに有してもよい。ただし、Ｍは１以上の整数であり、第３コイルのそれぞれは、少なくとも、第２層に沿った第３層に位置し、第２層は第１層と第３層との間に位置する。すなわち、第３コイルのそれぞれは、第３層のみに位置していてもよいし、第３層とその他の領域とに位置していてもよい。第３層は、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な層であり、例えば、支持部に対して相対位置が定まる仮想的な第３平面を含む。例えば、第３層と第２層とは互いに隣接する層であり、第３平面と前述の第２平面は互いに略平行（平行または実質的に平行）である。すなわち、一体部材が位置する第２層が、第１コイルが位置する第１層と第３コイルが位置する第３層との間に位置していてもよい。これにより、より大きな加速度を一体部材に与えることができ、より明確な力覚を提示することが可能となる。

特に、第１コイルのそれぞれと第３コイルのそれぞれとを位置合わせしておくことが望ましい。すなわち、Ｎ＝Ｍであり、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のそれぞれＣ_１（ｎ）は、第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のそれぞれＣ_３（ｎ）に位置合わせされていることが望ましい。例えば、コイルＣ_１（ｎ）の第２層側の領域の中心と前記コイルＣ_３（ｎ）の第２層側の領域の中心とを結ぶ直線が、それぞれ、前述の第２層の第２平面と略垂直に交差する配置とすることが望ましい。そして、第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のＣ_１（ｎ）が第１層から第２層に向かう成分（第１加速度成分）を持つ加速度を一体部材に与えるときに、第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のＣ_３（ｎ）が第３層から第２層に向かう成分（第２加速度成分）を持つ加速度を一体部材に与えるように制御する。これにより、一体部材を所定の姿勢（例えば、第２平面と略平行）に保ったまま、一体部材を第１層（および第３層）に沿って運動させることができる。このような効果を十分に得るためには、第１加速度成分の大きさと第２加速度成分の大きさとをほぼ等しく（例えば、等しく）しておくことが望ましい。例えば、第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のＣ_１（ｎ）と、第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のＣ_３（ｎ）とを電気的に直列接続しておけば、第１加速度成分の大きさと第２加速度成分の大きさとをほぼ等しくできる。なお、一体部材内で永久磁石の一方の磁極（例えば、Ｎ極）が第１層側を向き、他方の磁極（例えば、Ｓ極）が第３層側を向くように配置されている場合、第１コイルＣ_１（ｎ）の一体部材側の位置（例えば、一体部材に対向する位置）での電流の向きと、第３コイルＣ_３（ｎ）の一体部材側の位置（例えば、一体部材に対向する位置）での電流の向きとを、互いに逆向きにすることで、このような構成を実現できる。

また、上記の周期的な運動は、所望の方向の加速度の時間変化と当該所望の方向の逆方向の加速度の時間変化とが異なる周期的な運動、および、所望の回転方向の角加速度の時間変化と当該所望の回転方向の逆回転方向の角加速度の時間変化とが異なる周期的な運動、の少なくとも一方を含む。このような運動を行うことで、加速度発生装置は擬似的な力覚を提示する。

また、加速度発生装置がさらに弾性体を有し、弾性体のある部位の相対位置が支持部に対して保持されており、弾性体の他の部位が一体部材を支持していてもよい。これにより、一体部材の制御や姿勢を安定させることができ、明確な力覚を提示できる。

以下では、図面を用いて各実施形態を詳細に説明する。
［第１実施形態］
＜構成＞
図１から図５に例示するように、本実施形態の加速度発生装置１は、容器１１と支持部１２（上蓋）とコイル１３−１〜１３−４（第１コイル）と一体部材１４と弾性体１５とを有する。

容器１１は、１つの開放口１１３を持つ中空の収納部材である。容器１１の形状に限定はないが、本実施形態では円筒の一方の開放端を閉じ、他方の開放端を開放口１１３とした中空形状の部材を容器１１とする。なお、容器１１の材質は、加速度発生装置１で発生した加速度を外部に伝達可能なものであれば、どのようなものであってもよい。このような材質の例は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、銅等の金属、ガラス、木材、ゴムなどである。

支持部１２は、中心付近に貫通孔１２１を持つ部材である。容器１１の開放口１１３に取り付け可能であり、容器１１に対する相対位置を固定できるのであれば、支持部１２の形状に限定はない。本実施形態では、中心付近に貫通孔１２１を持つ円盤状（すなわち、ドーナツ形状）であって、その外周の辺縁部１２２が容器１１の開放口１１３の内周にはめ込まれる形状の部材を支持部１２とする。図４Ａ等に例示するように、本実施形態の支持部１２の一方の板面には、貫通孔１２１から放射状に当該板面に沿った４本の溝１２３−１〜１２３−４が形成されている。言い換えると、溝１２３−２および１２３−４は貫通孔１２１を横切る軸α_１上に配置され、溝１２３−１および１２３−３は貫通孔１２１を横切る軸α_２上に配置されている。ただし、軸α_１と軸α_２とは貫通孔１２１上で互いに略直交している。すなわち、略直交する２つの軸α_１およびα_２方向にそれぞれ２本ずつの溝１２３−２，１２３−４および１２３−１，１２３−３が形成されている。なお、支持部１２は、容器１１に取り付けられた際に当該容器１１に対する相対位置を固定可能な材質で構成される。このような材質の例は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、ガラス、木材、ゴムなどである。また後述のように、溝１２３−１〜１２３−４付近は電磁石の磁心として機能するため、４本の溝１２３−１〜１２３−４付近に飽和磁束密度の大きな軟鉄等の金属が配置されていてもよい。ただし、４本の溝１２３−１〜１２３−４付近に配置される金属は互いに独立していることが望ましい。

コイル１３−１〜１３−４は、表面に絶縁層を持つ導電部材からなる導線であり、例えば、エナメル線等である。本実施形態のコイル１３−１〜１３−４は、それぞれ、支持部１２の貫通孔１２１および辺縁部１２２を通り、溝１２３−１〜１２３−４およびそれらの裏面側に位置する内側領域１２４−１〜１２４−４に沿って、支持部１２に巻き付けられている（図５Ａおよび図５Ｂ）。すなわち、コイル１３−β（ただし、β＝１，・・・，４）は、貫通孔１２１および辺縁部１２２を通り、溝１２３−βおよび内側領域１２４−βの周りに巻き付けられている。つまり、略直交する２つの軸α_１およびα_２方向にそれぞれ２本ずつのコイル１３−２，１３−４およびコイル１３−１，１３−３が支持部１２に巻き付けられている。このような４個のコイル１３−１〜１３−４の巻き付け方向を「縦巻き方向」と呼ぶことにする。言い換えると、４個のコイル１３−１〜１３−４の巻き付け方向は、それぞれ、支持部１２の板面に沿った軸（板面と略平行な支持部１２内の仮想的な軸）の軸周りの方向である。以上により、コイル１３−１〜１３−４は支持部１２に支持され、支持部１２に対する相対位置が固定されている。

４個のコイル１３−１〜１３−４が巻き付けられた支持部１２は、容器１１の開放口１１３に取り付けられている（図５Ａおよび図５Ｂ）。具体的には、支持部１２の内側領域１２４−１〜１２４−４が容器１１の内側に向けられ、支持部１２が容器１１の内側の底面１１２と略平行に配置され、支持部１２の外周の辺縁部１２２が容器１１の内周壁面１１１に固定されている。これにより、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれが、少なくとも、支持部１２に対して定まる第１層Ｌ１１に配置されている。言い換えると、コイル１３−β（ただし、β＝１，・・・，４）のそれぞれの内側領域１２４−β側の部分が第１層Ｌ１１に位置している。以上のような配置構成により、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれは、第１層Ｌ１１の互いに異なる領域に偏って配置されており、より具体的には、第１層Ｌ１１の基準位置（貫通孔１２１）に対して、第１層Ｌ１１に沿った４個の方角のそれぞれに位置している（図３，５Ａ，５Ｂ）。

容器１１の内部には一体部材１４と一体部材１４を支持する弾性体１５とが配置されている。弾性体１５は、一体部材１４を所定の復帰位置に戻す弾性力（反発力）を生じる機構や部材である。このようなものであれば弾性体１５の構成に限定はない。本実施形態では、ゴム等の弾性材料から構成されたドーナツ形状の弾性体１５（例えば、ゴムチューブ）を例示する。一体部材１４は永久磁石を有する実質的な剛体（剛体とみなせる物体）である。一体部材１４の構成に限定はない。複数の永久磁石の組み合わせで構成されていてもよいし、１個の永久磁石で構成してもよい。本実施形態では、円盤状の１個の永久磁石を一体部材１４とする。この一体部材１４の一方の板面はＮ極１４２とされ、他方の板面はＳ極１４３とされている。本実施形態の一体部材１４および弾性体１５は支持部１２と容器１１の内側の底面１１２との間に配置され、弾性体１５の外周の辺縁部１５２は容器１１の内周壁面１１１に支持され、弾性体１５の内周の辺縁部１５１は一体部材１４の外周の辺縁部１４１を支持している。弾性体１５は、一体部材１４の板面（Ｎ極１４２およびＳ極１４３の面）が底面１１２および支持部１２と略平行に配置され、かつ、これらの板面が底面１１２および支持部１２と接触しないように一体部材１４を保持する。ただし、一体部材１４と底面１１２との間の摩擦力が小さく、一体部材１４が底面１１２の上を滑るように移動可能なのであれば、一体部材１４と底面１１２とが接していてもよい。また本実施形態では、一体部材１４のＮ極１４２が支持部１２側に配置され、Ｓ極１４３が容器１１の底面１１２側に配置されている。しかしながら、一体部材１４のＮ極１４２が容器１１の底面１１２側に配置され、Ｓ極１４３が支持部１２側に配置されてもよい。また、弾性体１５の外周の辺縁部１５２は容器１１の内周壁面１１１に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。弾性体１５の内周の辺縁部１５１は一体部材１４の外周の辺縁部１４１に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。要は、弾性体１５の辺縁部１５１（ある部位）の相対位置が支持部１２に対して保持されており、弾性体１５の辺縁部１５１（他の部位）が一体部材１４を支持していればよい。

以上により、コイル１３−１〜１３−４の相対位置が容器１１に対して固定され、コイル１３−１〜１３−４それぞれの少なくとも一部が第１層Ｌ１１に配置され、一体部材１４が容器１１の内周壁面１１１に支持された弾性体１５に支持される。これにより、一体部材１４が第１層Ｌ１１に沿った第２層Ｌ１２に配置され、容器１１内を底面１１２に沿って移動可能とされる。本実施形態の一体部材１４は、少なくとも、第１層Ｌ１１に沿った２自由度の並進運動または１自由度の回転運動を行うことが可能である。弾性体１５は一体部材１４を容器１１内の所定の復帰位置に復帰させるための弾性力を一体部材１４に与える。少なくとも一体部材１４が復帰位置に存在する場合、コイル１３−１〜１３−４の内側領域１２４−１〜１２４−４に位置する部分のそれぞれが一体部材１４に対向している。コイル１３−１〜１３−４は、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、流された電流に応じた力（加速度）を一体部材１４に与える。すなわち、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれに流れる電流の向き・大きさおよび一体部材１４の磁場に応じ、一体部材１４に様々な方向・大きさの力が与えられ、それらの合成ベクトルに相当する力が一体部材１４に与えられる。これらの力により、一体部材１４は第１層Ｌ１１に沿った（例えば、容器１１の底面１１２および支持部１２と略平行な）周期的な運動（支持部１２に対する運動）を行う。この周期的な運動は、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれに流れる電流の向きおよび大きさによって制御できる。ここで、加速度または角加速度の向きによって加速度または各速度の大きさの時間変化が異なるように制御した場合、一体部材１４に与えられた力（加速度）の反作用として、コイル１３−１〜１３−４を支持する容器１１に逆方向の力（加速度）が加わり、加速度発生装置１を把持しているユーザは容器１１に与えられた運動に応じた擬似的な力覚を知覚する。例えば、一体部材１４がある特定方向へ加速する期間とその逆方向へ加速する期間と繰り返す周期的な運動を行う場合、ある方向へ加速する期間での加速度の時間変化とその逆方向へ加速する期間での加速度の時間変化とを非対称とすることで、加速度発生装置１の容器１１を握るユーザに、その特定方向と逆方向に引っ張られるような力覚（並進力覚）を呈示できる。また、一体部材１４が特定の回転方向の角加速度の期間とその逆回転方向の角加速度の期間と繰り返す周期的な運動を行う場合、特定の回転方向の角加速度の期間での角加速度の時間変化とその逆回転方向の角加速度の期間での角加速度の時間変化とを非対称とすることで、特定の回転方向と逆回転方向に回転するような力覚（回転力覚）を呈示できる。これらの動作の詳細は後述する。

＜機能構成＞
図６に例示するように、本実施形態の加速度発生装置１は、コイル１３−１〜１３−４に供給する電流または印加する電圧を制御する制御部１８に接続され、制御部１８は提示する力覚を指定する力覚指定部１９に接続される。制御部１８および力覚指定部１９は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）等のプロセッサ（ハードウェア・プロセッサ）やＲＡＭ（random-access memory）等のメモリ等を備える汎用または専用のコンピュータに、所定のプログラムが読み込まれて構成される装置である。制御部１８および力覚指定部１９を構成する一部またはすべての処理部が電子回路（circuitry）によって構成されていてもよい。

力覚指定部１９には、どのような力覚を提示するのかを指定するための情報（指定情報）が入力される。指定情報の例は、力覚の提示方向を特定する情報、力覚の強さを特定する情報などである。力覚指定部１９は、入力された指定情報が特定する力覚を提示させるための制御信号を制御部１８に送る。制御部１８は、入力された制御信号に応じ、コイル１３−１〜１３−４に供給する電流またはコイル１３−１〜１３−４に加える電圧を制御する。加速度発生装置１は、コイル１３−１〜１３−４に流された電流に応じた動作を行い、これにより、指定情報によって特定された力覚を提示する。

＜動作＞
次に、加速度発生装置１の動作を詳細に説明する。
一体部材１４が支持部１２に対して所望の方向と逆方向に加速する期間と所望の方向に加速する期間とを交互に繰り返す周期的な並進運動を「並進周期運動」と呼ぶことにする。また、一体部材１４が支持部１２に対して所望の回転方向と逆回転方向の角加速度となる期間と、所望の回転方向の角加速度となる期間と、を交互に繰り返す周期的な回転運動を「回転周期運動」と呼ぶことにする。加速度発生装置１は、所望の方向の加速度の時間変化とその逆方向の加速度の時間変化とが異なる並進周期運動（「偏並進周期運動」と呼ぶ）を行うことによって擬似的な並進力覚を提示でき、所望の回転方向の角加速度の時間変化とその逆回転方向の角加速度の時間変化とが異なる回転周期運動（「偏回転周期運動」と呼ぶ）を行うことによって擬似的な回転力覚を提示できる。加速度発生装置１は、支持部１２に対して一体部材１４を回転させながら並進力覚を提示するか、または、支持部１２に対して一体部材１４を回転させた後に並進力覚を提示することで、並進力覚の提示方向を回転させることもできる。なお、このような擬似的な力覚が知覚される現象は、人間の知覚特性に基づくものであり、把持動作に関わる固有感覚と触覚によって発生するものである（例えば、参考文献１「特許第４５５１４４８号公報」参照）。特に、８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ付近の周波数成分は、動物（人を含む）の皮膚・筋・腱の受容器の中で、方向や加速度の知覚に寄与する受容器の神経活動を最も活発化させる周波数である。そのため、８０Ｈｚまたはその付近の周波数成分を持つ加速度が与えられた人（動物）は強い力覚や動きを知覚する。そのため、一体部材１４の周期的な運動が８０Ｈｚまたはその付近の周波数成分を持つものである場合、より明確な力覚を提示できる。また、加速度発生装置１の共振周波数（固有周波数）を８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍にすると、少ない電力で、加速度発生装置１に８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ付近の周波数成分を持つ加速度運動を行わせることができる。以降、本実施形態の制御処理を具体的に説明する。

≪Ｃ１方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図７Ａおよび図７Ｂ）≫
支持部１２に沿ったコイル１３−３からコイル１３−１に向かうＣ１方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分（一体部材１４のＮ極１４２側）に支持部１２の内側から外周側に向かうＡ２方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分（一体部材１４のＮ極１４２側）に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ２方向（コイル１３−３からコイル１３−１に向かう方向）の力を与え、コイル１３−４は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ４方向（コイル１３−３からコイル１３−１に向かう方向）の力を与える。これらの一体部材１４に与えられる力は、前述のようにローレンツ力の反作用によるものである。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＢ２方向の力とＢ４方向の力との合力であるＣ１方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ１方向に加速する。その反作用としてＣ１方向の逆方向の力が、コイル１３−２，１３−４を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ１方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−２，１３−４に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により、一体部材１４はＣ１方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル１３−２，１３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切にとると、一体部材１４のＣ１方向の加速度の時間変化とＣ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として容器１１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。例えば、一体部材１４のＣ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ１方向と逆方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｃ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ１方向の力覚を知覚する。

また、コイル１３−２および１３−４に上記の逆方向の電流を流してもよい。すなわち、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分にＡ２方向の逆方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分にＡ４方向の逆方向の電流が流れるように制御する。この場合、一体部材１４にはＣ１方向の逆方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ１方向の逆方向に加速する。その反作用としてＣ１方向の力が、コイル１３−２および１３−４を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ１方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−２，１３−４に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により、一体部材１４はＣ１方向に押し戻される。ここで、コイル１３−２および１３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切にとると、一体部材１４のＣ１方向の加速度の時間変化とＣ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として容器１１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。例えば、一体部材１４のＣ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ１方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｃ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ１方向の逆方向の力覚を知覚する。

その他、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分にＡ２方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分にＡ４方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。前者の期間では、一体部材１４には、容器１１を基準としたＢ２方向の力とＢ４方向の力との合力であるＣ１方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ１方向に加速する。後者の期間に切り替わると、一体部材１４には、容器１１を基準としたＣ１方向の逆方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ１方向の逆方向に加速する。その反作用としてＣ１方向の力が、コイル１３−２，１３−４を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ１方向に加速される。さらに前者の期間に切り替わると、一体部材１４がＣ１方向に加速し、その反作用としてＣ１方向の逆方向の力が容器１１に伝わり、容器１１がＣ１方向の逆方向に加速される。ここで、前者の期間と後者の期間とを適切にすると、一体部材１４のＣ１方向の加速度の時間変化とＣ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として容器１１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。

≪Ｃ２方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図８Ａおよび図８Ｂ）≫
支持部１２に沿ったコイル１３−２からコイル１３−４に向かうＣ２方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、内側領域１２４−１に位置するコイル１３−１の部分（一体部材１４のＮ極１４２側）に支持部１２の内側から外周側に向かうＡ１方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−３に位置するコイル１３−３の部分（一体部材１４のＮ極１４２側）に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ３方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ１方向（コイル１３−２からコイル１３−４に向かう方向）の力を与え、コイル１３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ３方向（コイル１３−２からコイル１３−４に向かう方向）の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＢ１方向の力とＢ３方向の力との合力であるＣ２方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ２方向に加速する。その反作用としてＣ２方向の逆方向の力が、コイル１３−１，１３−３を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ２方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−１，１３−３に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により、一体部材１４はＣ２方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル１３−１，１３−３に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切にとると、一体部材１４のＣ２方向の加速度の時間変化とＣ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として容器１１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。例えば、一体部材１４のＣ２方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ２方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ２方向と逆方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｃ２方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＣ２方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ２方向の力覚を知覚する。

また、コイル１３−１および１３−３に上記の逆方向の電流を流し、上記と逆向きの制御を行ってもよい。

≪Ｃ３方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図９Ａ〜図９Ｃ）≫
支持部１２に沿ったコイル１３−３からコイル１３−１に向かう方向とコイル１３−４からコイル１３−２に向かう方向との間のＣ３方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分に支持部１２の内側から外周側に向かうＡ２方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−１に位置するコイル１３−１の部分に支持部１２の外周側から内側に向かうＲＡ１方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ２方向の力を与え、コイル１３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ１方向（コイル１３−４からコイル１３−２に向かう方向）の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＲＢ１方向の力とＢ２方向の力との合力であるＣ３方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ３方向に移動する。このとき一体部材１４にはＣ３方向の加速度が生じる。その反作用としてＣ３方向と逆方向の力がコイル１３−１，１３−２を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ３方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−１，１３−２に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により一体部材１４はＣ３方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル１３−１および１３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に調整すると、一体部材１４のＣ３方向の加速度の時間変化とＣ３方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。例えば、一体部材１４のＣ３方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＣ３方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ３方向と逆方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｃ３方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＣ３方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも小さく、かつ、Ｃ３方向の加速度となる期間がＣ３方向の逆方向の加速度となる期間よりも長くなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ３方向の力覚を知覚する。

コイル１３−１および１３−２に上記の逆方向（ＲＡ１方向の逆方向およびＡ２方向の逆方向）の電流を流し、上記と逆向きの制御を行ってもよい。この場合、一体部材１４にはＣ３方向の逆方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ３方向の逆方向に加速する。その反作用として逆方向の力がコイル１３−１，１３−２を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ３方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−１，１３−２に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により一体部材１４はＣ３方向に押し戻される。ここで、コイル１３−１，１３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に調整すると、一体部材１４のＣ３方向の加速度の時間変化とＣ３方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、同様に、加速度発生装置１はＣ３方向またはその逆方向の力覚を提示できる。

その他、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分にＡ２方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−１に位置するコイル１３−１の部分にＲＡ１方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを不均等にしてもよい。

また、コイル１３−１および１３−２の組に代えてコイル１３−２および１３−３の組に対して同様な制御を行うことで、支持部１２に沿ったコイル１３−１からコイル１３−３に向かう方向とコイル１３−４からコイル１３−２に向かう方向との間の方向またはその逆方向の力覚を提示できる。コイル１３−１および１３−２の組に代えてコイル１３−３および１３−４の組に対して同様な制御を行うことで、支持部１２に沿ったコイル１３−１からコイル１３−３に向かう方向とコイル１３−２からコイル１３−４に向かう方向との間の方向またはその逆方向の力覚を提示できる。コイル１３−１および１３−２の組に代えてコイル１３−１および１３−４の組に対して同様な制御を行うことで、支持部１２に沿ったコイル１３−３からコイル１３−１に向かう方向とコイル１３−２からコイル１３−４に向かう方向との間の方向またはその逆方向の力覚を提示できる。

≪Ｃ４回転方向とその逆回転方向の回転運動からなる偏回転周期運動（図１０Ａおよび図１０Ｂ）≫
支持部１２の溝１２３−１〜１２３−４側（外方側）からみた右回転方向（時計回り方向）であるＣ４回転方向に一体部材１４を回転運動させる場合には、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分に支持部１２の外周側から内側に向かう方向ＲＡ２の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ２方向（コイル１３−１からコイル１３−３に向かう方向）の力を与え、コイル１３−４は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ４方向（コイル１３−３からコイル１３−１に向かう方向）の力を与える。これらが合成されることで、一体部材１４にはＣ４回転方向の回転力が加えられ、一体部材１４がＣ４回転方向に回転する。このとき一体部材１４にはＣ４回転方向の角加速度が生じる。ここで、電流を流さない期間では摩擦等によって一体部材１４の回転速度が低下する。そのため、コイル１３−２および１３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定することにより、一体部材１４のＣ４回転方向の角加速度の時間変化とＣ４回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とを非対称にできる。例えば、Ｃ４回転方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＣ４回転方向の逆方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも大きい場合には、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ４回転方向と逆方向の擬似的な回転力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｃ４回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＣ４回転方向の逆回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｃ４回転方向の回転力覚を知覚する。

コイル１３−２および１３−４に上記の逆方向（ＲＡ２方向の逆方向およびＡ４方向の逆方向）の電流を流し、上記と逆向きの制御を行うことにより、Ｃ４回転方向と逆方向の回転力覚を提示してもよい。

その他、Ｃ４回転方向とその逆回転方向の回転運動を周期的に繰り返すように制御してもよいし、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分に支持部１２の外周側から内側に向かう方向ＲＡ２の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ４方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを不均等にしてもよい。

≪明確な力覚を提示するための制御（図１１Ａおよび図１１Ｂ）≫
明確な力覚を提示するための一つの方法は、コイル１３−１〜１３−４に電流を流す際の電流量（振幅）を大きくすることである。明確な力覚を提示するための他の方法は、電流を流すコイルを増やすことである。

例えば、図９ＣのＣ３方向に図９Ｃの場合よりも明確な力覚を提示するためには、以下のように制御する（図１１Ａ）。まず、一体部材１４をＣ３方向に並進運動させるときに、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分に支持部１２の内側から外周側に向かうＡ２方向の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−１に位置するコイル１３−１の部分に支持部１２の外周側から内側に向かう方向ＲＡ１の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−３に位置するコイル１３−３の部分に支持部１２の内側から外周側に向かう方向ＲＡ３の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ２方向の力を与え、コイル１３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ１方向の力を与え、コイル１３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ１方向と同じＲＢ３方向の力を与え、コイル１３−４は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ２方向と同じＢ４方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＲＢ１方向の力とＢ２方向の力とＲＢ３方向の力とＢ４方向の力との合力であるＣ３方向の力が与えられ、一体部材１４がＣ３方向に移動する。このとき一体部材１４にはＣ３方向のより大きな加速度が生じる。その反作用としてＣ３方向と逆方向の力がコイル１３−１〜１３−４を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＣ３方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル１３−１〜１３−４に電流を流すのを止めると、弾性体１５の弾性力により一体部材１４はＣ３方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル１３−１〜１３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に調整すると、一体部材１４のＣ３方向の加速度の時間変化とＣ３方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、加速度発生装置１は、より大きな並進力覚を提示できる。

例えば、図１０ＢのＣ４回転方向に図１０Ｂの場合よりも明確な力覚を提示するためには、以下のように制御する（図１１Ｂ）。まず、一体部材１４をＣ４回転方向に回転させるときに、内側領域１２４−１に位置するコイル１３−１の部分に支持部１２の外周側から内側に向かう方向ＲＡ１の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−２に位置するコイル１３−２の部分に支持部１２の外周側から内側に向かう方向ＲＡ２の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−３に位置するコイル１３−３の部分に支持部１２の内側から外周側に向かう方向ＲＡ３の電流が流れるように制御し、内側領域１２４−４に位置するコイル１３−４の部分に支持部１２の外周側から内側に向かうＡ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル１３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ１方向の力を与え、コイル１３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＢ２方向の力を与え、コイル１３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ３方向の力を与え、コイル１３−４は一体部材１４のＮ極１４２側にＢ４方向の力を与える。これらが合成されることで、一体部材１４にはＣ４回転方向の回転力が加えられ、一体部材１４がＣ４回転方向に回転する。このとき一体部材１４にはＣ４回転方向のより大きな角加速度が生じる。ここで、コイル１３−１〜１３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間との比を適切に設定することにより、一体部材１４のＣ４回転方向の角加速度の時間変化とＣ４回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、加速度発生装置１は、より大きな回転力覚を提示できる。

また、上記略直交するコイルのペアに流す電流量（振幅、電流の大きさ）および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。例えば、図９Ｃの例において、コイル１３−１に流す電流量をコイル１３−２に流す電流量よりも大きくすることで、Ｃ３方向よりもコイル１３−１側に寄った方向（コイル１３−１側に回転させた方向）へ力覚を提示できる。逆に、コイル１３−２に流す電流量をコイル１３−１に流す電流量よりも大きくすることで、Ｃ３方向よりもコイル１３−２側に寄った方向（コイル１３−２側に回転させた方向）へ力覚を提示できる。また、コイル１３−１ではＲ１方向に電流を流す期間とその逆向きに流す期間とを繰り返すが、コイル１３−２ではＡ２方向に電流を流す期間と流さない期間とを繰り返すことにより、Ｃ３方向よりもコイル１３−１側に寄った方向（コイル１３−１側に回転させた方向）へ力覚を提示できる。逆に、コイル１３−１ではＲ１方向に電流を流す期間と流さない期間とを繰り返すが、コイル１３−２ではＡ２方向に電流を流す期間とその逆向きに流す期間とを繰り返すことにより、Ｃ３方向よりもコイル１３−２側に寄った方向（コイル１３−２側に回転させた方向）へ力覚を提示できる。あるいは、コイル１３−１に流す電流が８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍の周波数成分を含み、コイル１３−２に流す電流が８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍の周波数成分を含まないあるいはその周波数成分のパワーが弱くなるように制御すれば、Ｃ３方向よりもコイル１３−１側に寄った方向へ力覚を提示できる。逆に、逆に、１３−２に流す電流が８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍の周波数成分を含み、コイル１３−１に流す電流が８０Ｈｚまたは８０Ｈｚ近傍の周波数成分を含まないあるいはその周波数成分のパワーが弱くなるように制御すれば、Ｃ３方向よりもコイル１３−２側に寄った方向へ力覚を提示できる。すべてのコイル１３−１〜１３−４の電流量および周波数の少なくとも一方が任意に調整可能であれば、貫通孔１２１を中心とした３６０°の放射方向から選択された任意の方向へ擬似的な並進力覚を提示できる。

［第２実施形態］
第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第１実施形態の加速度発生装置１では、一体部材１４の片側（Ｎ極１４２側）にコイル１３−１〜１３−４が配置されていた。第２実施形態では、一体部材の外周を囲むようにコイルが配置される。
＜構成＞
図１２から図１４に例示するように、本実施形態の加速度発生装置２は、容器２１と支持部２２とコイル２３−１〜２３−４（第１コイル）と一体部材２４と弾性体２５とを有する。

容器２１は、１つの開放口２１３を持つ中空の収納部材である。容器２１の形状に限定はないが、本実施形態では円筒の一方の開放端を閉じ、他方の開放端を開放口２１３とした中空形状の部材を容器２１とする。なお、容器２１の材質は、加速度発生装置２で発生した加速度を外部に伝達可能なものであれば、どのようなものであってもよい。このような材質の例は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、銅等の金属、ガラス、木材、ゴムなどである。

支持部２２は、中心付近に貫通孔２２１を持つ中空の容器部材である。容器２１の内部に取り付け可能であり、容器２１に対する相対位置を固定できるのであれば、支持部２２の形状に限定はない。本実施形態では、中心付近に貫通孔２２１を持つ略ドーナツ形状であって、その外周の辺縁部２２２が容器２１の内周にはめ込まれる形状の部材を支持部２２とする。図１３および図１４等に例示するように、本実施形態の支持部２２の表面には、貫通孔２２１側から放射状にこの表面の一方の側（図１４Ａおよび図１４Ｂの上側）を通って辺縁部２２２側まで伸び、さらに辺縁部２２２側からこの表面の他方の側（図１４Ａおよび図１４Ｂの下側）を通って貫通孔２２１側にまで伸びる環状の４つの溝２２３−１〜２２３−４が形成されている。すなわち、溝２２３−１〜２２３−４は、支持部２２をトーラス形状とみなしたときのメリディアン（経線）に沿った溝である。言い換えると、溝２２３−２および２２３−４は貫通孔２２１を横切る平面α_２１上に配置され、溝２２３−１および２２３−３は貫通孔２２１を横切る平面α_２２上に配置されている。ただし、平面α_２１と平面α_２２とは貫通孔２２１上で互いに略直交している。なお、支持部２２は、容器２１に取り付けられた際に当該容器２１に対する相対位置を固定可能な材質で構成される。このような材質の例は、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、ガラス、木材、ゴムなどである。溝２２３−１〜２２３−４付近は電磁石の磁心として機能するため、４本の溝２２３−１〜２２３−４付近に飽和磁束密度の大きな軟鉄等の金属が配置されていてもよい。ただし、４本の溝２２３−１〜２２３−４付近に配置される金属は互いに独立していることが望ましい。

コイル２３−１〜２３−４は、表面に絶縁層を持つ導電部材からなる導線であり、例えば、エナメル線等である。本実施形態のコイル２３−１〜２３−４は、それぞれ、支持部２２の貫通孔２２１側および辺縁部２２２側を通り、溝２２３−１〜２２３−４に沿って、支持部２２に巻き付けられている（図１４Ａおよび図１４Ｂ）。すなわち、コイル２３−β（ただし、β＝１，・・・，４）は、貫通孔２２１側および辺縁部２２２側を通り、溝２２３−βの周りに巻き付けられている。つまり、略直交する２つの平面α_２１および平面α_２２にそれぞれ２本ずつのコイル２３−２，２３−４およびコイル２３−１，２３−３が支持部２２に巻き付けられている。これら４個のコイル２３−１〜２３−４の巻き付け方向は、それぞれ、支持部２２をトーラス形状とみなしたときのメリディアン（経線）に沿った軸周りの方向（縦巻き方向）である。以上により、コイル２３−１〜２３−４は支持部２２に支持され、支持部２２に対する相対位置が固定されている。

４個のコイル２３−１〜２３−４が巻き付けられた支持部２２は、容器２１の内部に収容されて固定されている（図１４Ａおよび図１４Ｂ）。具体的には、支持部２２の外周の辺縁部２２２が容器２１の内周にはめ込まれて固定されている。これにより、コイル２３−１〜２１３−４のそれぞれが、少なくとも、支持部２２に対して定まる第１層Ｌ２１に配置されている。言い換えると、コイル２３−β（ただし、β＝１，・・・，４）のそれぞれの容器２１の開放口２１３側の部分が第１層Ｌ２１に位置している。以上のような配置構成により、コイル２３−１〜２３−４のそれぞれは、第１層Ｌ２１の互いに異なる領域に偏って配置されており、より具体的には、第１層Ｌ２１の基準位置（貫通孔２２１）に対して、第１層Ｌ２１に沿った４個の方角のそれぞれに位置している（図１２，１４Ａ，１４Ｂ）。

支持部２２の内部には一体部材２４と一体部材２４を支持する弾性体２５とが配置されている。弾性体２５は、一体部材２４を所定の復帰位置に戻す弾性力を生じる機構や部材である。このようなものであれば弾性体２５の構成に限定はない。本実施形態では、ゴム等の弾性材料から構成されたドーナツ形状の弾性体２５（例えば、ゴムチューブ）を例示する。一体部材２４は永久磁石を有する実質的な剛体である。本実施形態では、中心付近に貫通孔を持つ円盤状（ドーナツ形状）の１個の永久磁石を一体部材２４とする。この一体部材２４の一方の板面はＮ極２４２とされ、他方の板面はＳ極２４３とされている。本実施形態の弾性体２５の外周の辺縁部２５２は支持部２２の内部の外周側内壁面２２５に支持され、弾性体２５の内周の辺縁部２５１は一体部材２４の外周の辺縁部２４１を支持している。支持部２２の貫通孔２２１は一体部材２４の中心付近の貫通孔の内側に配置される。弾性体２５は、一体部材２４の板面（Ｎ極２４２およびＳ極２４３の面）が支持部２２の内部の底面２２４と略平行に配置され、かつ、一体部材２４が支持部２２の内部の壁面と接触しないように一体部材２４を保持する。ただし、一体部材２４と底面２２４との間の摩擦力が小さく、一体部材２４が底面２２４の上を滑るように移動可能なのであれば、一体部材２４と底面２２４とが接していてもよい。また本実施形態では、一体部材２４のＮ極２４２が容器２１の開放口２１３側に配置され、Ｓ極２４３が支持部２２の内部の底面２２４側に配置されている。しかしながら、一体部材２４のＳ極２４１が容器２１の開放口２１３側に配置され、Ｎ極２４２が支持部２２の内部の底面２２４側に配置されてもよい。要は、弾性体２５の辺縁部２５１（ある部位）の相対位置が支持部１２に対して保持されており、弾性体２５の辺縁部２５１（他の部位）が一体部材２４を支持していればよい。

以上により、コイル２３−１〜２３−４の相対位置が支持部２２および容器２１に対して固定され、コイル２３−１〜２３−４それぞれの少なくとも一部が第１層Ｌ２１に配置され、一体部材２４が支持部２２の外周側内壁面２２５に支持された弾性体２５に支持される。これにより、一体部材２４が第１層Ｌ２１に沿った第２層Ｌ２２に配置され、支持部２２内を底面２２４に沿って移動可能とされる。本実施形態の一体部材２４は、少なくとも、第１層Ｌ２１に沿った２自由度の並進運動または１自由度の回転運動を行う。弾性体２５は一体部材２４を支持部２２内の所定の復帰位置に復帰させるための弾性力を一体部材２４に与える。コイル２３−１〜２３−４は、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、流された電流に応じた力（加速度）を一体部材２４に与える。すなわち、コイル２３−１〜２３−４のそれぞれに流れる電流の向き・大きさおよび一体部材２４の磁場に応じ、一体部材２４に様々な方向・大きさの力が与えられ、それらの合成ベクトルに相当する力が一体部材２４に与えられる。これらの力により、一体部材２４は第１層Ｌ２１に沿った（例えば、支持部２２の内部の底面２２４と略平行な）周期的な運動（支持部２２に対する運動）を行う。この周期的な運動は、コイル２３−１〜２３−４のそれぞれに流れる電流の向きおよび大きさによって制御できる。第１実施形態と同様、加速度または角加速度の向きによって加速度または各速度の大きさの時間変化が異なるように制御した場合、加速度発生装置２を把持しているユーザはこの運動に応じた擬似的な力覚を知覚する。これらの動作の詳細は後述する。

＜機能構成＞
加速度発生装置１が加速度発生装置２に置換される以外、図６に例示した構成と同じである。

＜動作＞
次に、加速度発生装置２の動作を詳細に説明する。加速度発生装置２は、偏並進周期運動を行うことによって擬似的な並進力覚を提示し、偏回転周期運動を行うことによって擬似的な回転力覚を提示する。加速度発生装置２は、支持部２２に対して一体部材２４を回転させながら並進力覚を提示するか、または、支持部２２に対して一体部材２４を回転させた後に並進力覚を提示することで、並進力覚の提示方向を回転させることもできる。

≪Ｆ１方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図１５Ａおよび図１５Ｂ）≫
支持部２２に沿ったコイル２３−３からコイル２３−１に向かうＦ１方向に一体部材２４を並進運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分に支持部２２の内側から外周側に向かうＤ２方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−４の部分に支持部２２の外周側から内側に向かうＤ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル２３−２は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ２方向（コイル２３−３からコイル２３−１に向かう方向）の力を与え、コイル２３−４は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ４方向（コイル２３−３からコイル２３−１に向かう方向）の力を与える。それぞれのコイル２３−１〜２３−４に流れる電流によって一体部材２４に働く力は、コイル２３−１〜２３−４に働くローレンツ力の反作用によるものである。結果として、一体部材２４には、容器２１を基準としたＥ２方向の力とＥ４方向の力との合力であるＦ１方向の力が与えられ、一体部材２４がＦ１方向に加速する。その反作用としてＦ１方向と逆方向の力がコイル２３−２，２３−４を支持する容器２１に伝わり、容器２１がＦ１と逆方向に加速される。次に、一体部材２４が弾性体２５を押すため、弾性体２５が弾性変形する。ここで、コイル２３−２および２３−４に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材２４はＦ１方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル２３−２および２３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材２４のＦ１方向の加速度の時間変化とＦ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置２は、Ｆ１方向と逆方向またはＦ１方向の擬似的な力覚を提示できる。例えば、Ｆ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＦ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置２を把持しているユーザは、Ｆ１方向と逆方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｆ１方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＦ１方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置２を把持しているユーザは、Ｆ１方向の力覚を知覚する。

その他、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分にＤ２方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−４の部分にＤ４方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置２は、Ｆ１方向と逆方向またはＦ１方向の擬似的な力覚を提示できる。

≪Ｆ２方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図１６Ａおよび図１６Ｂ）≫
支持部２２に沿ったコイル２３−４からコイル２３−２に向かうＦ２方向に一体部材２４を並進運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル２３−１の部分に支持部２２の外周側から内側に向かうＤ１方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−３の部分に支持部２２の内側から外周側に向かうＤ３方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル２３−１は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ１方向（コイル２３−４からコイル２３−２に向かう方向）の力を与え、コイル２３−３は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ３方向（コイル２３−４からコイル２３−２に向かう方向）の力を与える。結果として、一体部材２４には、容器２１を基準としたＥ１方向の力とＥ３方向の力との合力であるＦ２方向の力が与えられ、一体部材２４がＦ２方向に加速する。その反作用としてＦ２方向と逆方向の力がコイル２３−１，２３−３を支持する容器２１に伝わり、容器２１がＦ２と逆方向に加速される。次に、一体部材２４が弾性体２５を押すため、弾性体２５が弾性変形する。ここで、コイル２３−１および２３−３に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材２４はＦ２方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル２３−２および２３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材２４のＦ２方向の加速度の時間変化とＦ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置２は、Ｆ２方向と逆方向またはＦ２方向の擬似的な力覚を提示できる。

その他、開放口２１３側に位置するコイル２３−１の部分にＤ１方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−３の部分にＤ３方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置２は、Ｆ２方向と逆方向またはＦ２方向の擬似的な力覚を提示できる。

≪Ｆ３方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図１７Ａ〜図１７Ｃ）≫
Ｆ１方向とＦ２方向との間のＦ３方向に一体部材２４を並進運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル２３−１の部分にＤ１方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分にＤ２方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル２３−１は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ１方向の力を与え、コイル２３−２は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ２方向の力を与える。結果として、一体部材２４には、容器２１を基準としたＥ１方向の力とＥ２方向の力との合力であるＦ３方向の力が与えられ、一体部材２４がＦ３方向に加速する。その反作用としてＦ３方向と逆方向の力がコイル２３−１，２３−２を支持する容器２１に伝わり、容器２１がＦ３と逆方向に加速される。次に、一体部材２４が弾性体２５を押すため、弾性体２５が弾性変形する。ここで、コイル２３−１および２３−２に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材２４はＦ３方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル２３−１および２３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材２４のＦ３方向の加速度の時間変化とＦ３方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置２は、Ｆ３方向と逆方向またはＦ３方向の擬似的な力覚を提示できる。また，上記略直交するコイルのペアに流す電流量を調整することで，Ｅ１，Ｅ２の力ベクトルの合成方向が変化し，様々な方向への疑似的な力覚提示ができる．

その他、開放口２１３側に位置するコイル２３−１の部分にＤ１方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分にＤ２方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置２は、Ｆ３方向と逆方向またはＦ３方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、コイル２３−１および２３−２の組に代えてコイル２３−２および２３−３の組に対して同様な制御を行うことで、支持部２２に沿ったコイル２３−１からコイル２３−３に向かう方向とコイル２３−４からコイル２３−２に向かう方向との間の方向またはその逆方向（すなわち、Ｆ３と略垂直な何れかの方向）の力覚を提示できる。コイル２３−１および２３−２の組に代えてコイル２３−３および２３−４の組に対して同様な制御を行うことで、Ｆ３方向の逆方向またはＦ３方向の力覚を提示できる。コイル２３−１および２３−２の組に代えてコイル２３−１および２３−４の組に対して同様な制御を行うことで、支持部２２に沿ったコイル２３−３からコイル２３−１に向かう方向とコイル２３−２からコイル２３−４に向かう方向との間の方向またはその逆方向（すなわち、Ｆ３と略垂直な何れかの方向）の力覚を提示できる。また、上記略直交するコイルのペアに流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。

≪Ｆ４回転方向とその逆回転方向の回転運動からなる偏回転周期運動（図１８Ａおよび図１８Ｂ）≫
支持部２２の開放口２１３側からみた右回転方向（時計回り方向）であるＦ４回転方向に一体部材２４を回転運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分に支持部２２の外周側から内側に向かうＲＤ２方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−４の部分に支持部２２の外周側から内側に向かうＤ４方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル２３−２は一体部材２４のＮ極２４２側にＲＥ２方向（コイル２３−１からコイル２３−３に向かう方向）の力を与え、コイル２３−４は一体部材２４のＮ極２４２側にＥ４方向（コイル２３−３からコイル２３−１に向かう方向）の力を与える。これらが合成されることで、一体部材２４にはＦ４回転方向の回転力が加えられ、一体部材２４がＣ４回転方向に回転する。このとき一体部材２４にはＦ４回転方向の角加速度が生じる。ここで、コイル２３−２および２３−４に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定することにより、一体部材２４のＦ４回転方向の角加速度の時間変化とＦ４回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とを非対称にできる。例えば、Ｆ回転方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＦ４回転方向の逆方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも大きい場合には、加速度発生装置２を把持しているユーザは、Ｆ４回転方向と逆方向の擬似的な回転力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｆ４回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＦ４回転方向の逆回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置２を把持しているユーザは、Ｆ４回転方向の回転力覚を知覚する。

その他、開放口２１３側に位置するコイル２３−２の部分にＲＤ２方向の電流が流れるように制御し、開放口２１３側に位置するコイル２３−４の部分にＤ４方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置２は、Ｆ４方向と逆方向またはＦ４方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、Ｆ４回転方向とその逆回転方向の回転運動を周期的に繰り返すのではなく、このような回転運動を行いながら、または、このような回転運動を行ってから、前述の並進力覚を提示するための制御（図１５〜図１７等）を行ってもよい。これにより、並進力覚の提示方向を回転させることができる。

［第３実施形態］
第１および２実施形態の加速度発生装置１，２は４本のコイル１３−１〜１３−４，２３−１〜２３−４を有していた。しかしながら、少なくとも第１層に位置する３本以上のコイルを有する加速度発生装置であれば、第１層に沿った並進２自由度の擬似的な並進力覚と回転１自由度の回転力覚とを提示できる。以下では、第１実施形態の加速度発生装置１を３本のコイルを持つ構成に変形した例を示す。以下では第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については第１実施形態で用いた参照番号を用いて説明を簡略化する。

＜構成＞
図１９および図２０に例示するように、本実施形態の加速度発生装置３は、容器１１と支持部３２（上蓋）とコイル３３−１〜３３−３（第１コイル）と一体部材１４と弾性体１５とを有する。容器１１と一体部材１４と弾性体１５は第１実施形態と同じである。

支持部３２は、中心付近に貫通孔３２１を持つ部材である。容器１１の開放口１１３に取り付け可能であり、容器１１に対する相対位置を固定できるのであれば、支持部３２の形状に限定はない。本実施形態では、中心付近に貫通孔３２１を持つ円盤状（すなわち、ドーナツ形状）であって、その外周の辺縁部３２２が容器１１の開放口１１３の内周にはめ込まれる形状の部材を支持部３２とする。本実施形態の支持部３２の一方の板面には、貫通孔３２１から放射状に当該板面に沿った３本の溝３２３−１〜３２３−３が形成されている。支持部３２に設けられた溝３２３−１〜３２３−３と第１実施形態の溝との相違点はそれらの本数および配置である。３本の溝３２３−１〜３２３−３のうちの２本の溝がそれぞれなす角度に限定はないが、並進力覚の提示方向に偏りが生じないように、それらの角度ができるだけ近いほうが望ましい。本形態では３本の溝３２３−１〜３２３−３のうちの２本の溝がそれぞれなす角度が全て略１２０°となるようにする。なお、支持部３２の材質は第１実施形態の支持部１２２と同じでよい。

コイル３３−１〜３３−３は、表面に絶縁層を持つ導電部材からなる導線であり、例えば、エナメル線等である。本実施形態のコイル３３−１〜３３−３は、それぞれ、支持部３２の貫通孔３２１および辺縁部３２２を通り、溝３２３−１〜３２３−３およびそれらの裏面側に沿って、支持部３２に巻き付けられている（図２０Ａ〜図２０Ｃ）。すなわち、コイル３３−β’（ただし、β’＝１，２，３）は、貫通孔３２１および辺縁部３２２を通り、溝２２３−β’およびその裏側の領域の周りに巻き付けられている。これら３個のコイル３３−１〜３３−３の巻き付け方向は、それぞれ、支持部３２の板面に沿った軸に対する軸周りの方向（縦巻き方向）である。以上により、コイル３３−１〜３３−３は支持部３２に支持され、支持部３２に対する相対位置が固定されている。

３個のコイル３３−１〜３３−３が巻き付けられた支持部３２は、容器１１の開放口１１３に取り付けられている。具体的には、支持部３２の溝３２３−１〜３２３−３の裏面側が容器１１の内側に向けられ、支持部３２が容器１１の内側の底面１１２と略平行に配置され、支持部３２の外周の辺縁部３２２が容器１１の内周壁面１１１に固定されている。これにより、コイル３３−１〜３３−３のそれぞれが、少なくとも、支持部３２に対して定まる第１層Ｌ３１に配置されている。言い換えると、コイル３３−β’（ただし、β’＝１，２，３）のそれぞれの一体部材１４側に配置された部分が第１層Ｌ３１に位置している。以上のような配置構成により、コイル３３−１〜３３−３のそれぞれは、第１層Ｌ３１の互いに異なる領域に偏って配置されており、より具体的には、第１層Ｌ３１の基準位置（貫通孔３２１）に対して、第１層Ｌ３１に沿った３個の方角のそれぞれに位置している（図１９，２０Ａ〜２０Ｃ）。

＜機能構成＞
加速度発生装置１が加速度発生装置３に置換される以外、図６に例示した構成と同じである。

＜動作＞
次に、加速度発生装置３の動作を説明する。加速度発生装置３は、偏並進周期運動を行うことによって擬似的な並進力覚を提示し、偏回転周期運動を行うことによって擬似的な回転力覚を提示する。加速度発生装置３は、支持部３２に対して一体部材３４を回転させながら並進力覚を提示するか、または、支持部３２に対して一体部材３４を回転させた後に並進力覚を提示することで、並進力覚の提示方向を回転させることもできる。

≪Ｊ１方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図２１Ａおよび図２２）≫
支持部３２に沿った貫通孔３２１からコイル３３−１に向かうＪ１方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、一体部材１４側に位置するコイル３３−２の部分に貫通孔３２１から支持部３２の外周側に向かうＧ２方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−３の部分に貫通孔３２１から支持部３２の外周側に向かうＧ３方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル３３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ２方向の力を与え、コイル３３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ３方向の力を与える。それぞれのコイル３３−１〜３３−３に流れる電流によって一体部材１４に働く力は、ローレンツ力の反作用で生ずる。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＨ２方向の力とＨ３方向の力との合力であるＪ１方向の力が与えられ、一体部材１４がＪ１方向に移動する。このとき一体部材１４にはＪ１方向の加速度が生じる。その反作用として逆方向の力がコイル３３−２，３３−３を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＪ１方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル３３−２および３３−３に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材１４はＪ１方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル３３−２および２３−３に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定すると、一体部材１４のＪ１方向の加速度の時間変化とＪ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、第１実施形態と同様に、加速度発生装置３は、Ｊ１方向と逆方向またはＪ１方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、コイル３３−２および３３−３に上記の逆方向（Ｇ２方向の逆方向ＲＧ２およびＧ３方向の逆方向ＲＧ３）の電流を流してもよい（図２２）。これにより、コイル３３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＨ２方向の力を与え、コイル３３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＨ３方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＲＨ２方向の力とＲＨ３方向の力との合力であるＪ４方向の力が与えられ、一体部材１４がＪ４方向に加速する。この場合にも、コイル３３−２および３３−３に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切にとると、一体部材１４のＪ１方向の加速度の時間変化とＪ４方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、同様に、加速度発生装置３はＪ１方向またはＪ４方向の力覚を提示できる。

その他、一体部材１４側に位置するコイル３３−２の部分にＧ２方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−３の部分にＧ３方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置３は、Ｊ１方向と逆方向またはＪ４方向の擬似的な力覚を提示できる。

≪Ｊ２方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図２１Ｂ）≫
支持部３２に沿った貫通孔３２１からコイル３３−１に向かう方向と貫通孔３２１からコイル３３−２に向かう方向との間の方向Ｊ２に一体部材１４を並進運動させる場合には、一体部材１４側に位置するコイル３３−１の部分に支持部３２の外周側から貫通孔３２１側（支持部３２の内側）へ向かうＧ１方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−２の部分に貫通孔３２１から支持部３２の外周側に向かうＧ２方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル３３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ１方向の力を与え、コイル３３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ２方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＨ１方向の力とＨ２方向の力との合力であるＪ２方向の力が与えられ、一体部材１４がＪ２方向に加速する。その反作用として逆方向の力がコイル３３−１，３３−２を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＪ２方向と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル３３−１および３３−２に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材１４はＪ２方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル３３−１および２３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定すると、一体部材１４のＪ２方向の加速度の時間変化とＪ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、第１実施形態と同様に、加速度発生装置３は、Ｊ２方向と逆方向またはＪ２方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、コイル３３−１および３３−２に上記の逆方向（Ｇ１方向の逆方向およびＧ２方向の逆方向）の電流を流してもよい。この場合にも、コイル３３−１および３３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切にとると、一体部材１４のＪ２方向の加速度の時間変化とＪ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にできる。これにより、同様に、加速度発生装置３はＪ２方向またはその逆方向の力覚を提示できる。

その他、一体部材１４側に位置するコイル３３−１の部分にＧ１方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−２の部分にＧ２方向の電流が流れるように制御する期間と、それらの逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、加速度発生装置３は、Ｊ２方向と逆方向またはその逆方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、上記コイルのペアに流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。
≪Ｊ５回転方向とその逆回転方向Ｊ６の回転運動からなる偏回転周期運動（図２３Ａおよび図２３Ｂ）≫
支持部３２の溝３２３−１〜３２３−３側（外方側）からみた右回転方向（時計回り方向）であるＪ５回転方向に一体部材１４を回転運動させる場合には、一体部材１４側に位置するコイル３３−１の部分に支持部３２の外周側から内側に向かうＧ１方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−２の部分に支持部３２の外周側から内側に向かうＲＧ２方向の電流が流れるように制御し、一体部材１４側に位置するコイル３３−３の部分に支持部３２の外周側から内側に向かうＧ３方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル３３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ１方向の力を与え、コイル３３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＨ２方向の力を与え、コイル３３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ３方向の力を与える。これらが合成されることで、一体部材１４にはＨ５回転方向の回転力が加えられ、一体部材１４がＪ５回転方向に回転する。このとき一体部材１４にはＪ５回転方向の角加速度が生じる。ここで、コイル３３−１〜３３−３に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定することにより、一体部材１４のＪ５回転方向の角加速度の時間変化とＪ５回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とを非対称にできる。例えば、Ｊ５回転方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＪ５回転方向の逆方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも大きい場合には、加速度発生装置３を把持しているユーザは、Ｊ５回転方向と逆方向の擬似的な回転力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｊ５回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＪ５回転方向の逆回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置３を把持しているユーザは、Ｊ５回転方向の回転力覚を知覚する。

コイル３３−１から３３−３に上記の逆方向（Ｇ１方向の逆方向ＲＧ１、ＲＧ２方向の逆方向Ｇ２、およびＧ３方向の逆方向ＲＧ３）の電流を流してもよい。これにより、コイル３３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＨ１方向の力を与え、コイル３３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＨ２方向の力を与え、コイル３３−３は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＨ３方向の力を与える。これらが合成されることで一体部材１４にはＪ６回転方向の力が与えられ、一体部材１４がＪ６回転方向に回転する。このとき一体部材１４にはＪ６回転方向の角加速度が生じる。ここで、コイル３３−１〜３３−３に電流を流す期間と電流を流さない期間とを適切に設定することにより、一体部材１４のＪ６回転方向の角加速度の時間変化とＪ６回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とを非対称にできる。例えば、Ｊ６回転方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＪ６回転方向の逆方向の角加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも大きい場合には、加速度発生装置３を把持しているユーザは、Ｊ６回転方向と逆方向の擬似的な回転力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｊ６回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）がＪ６回転方向の逆回転方向の加速度の大きさの最大値（または一定時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置３を把持しているユーザは、Ｊ６回転方向の回転力覚を知覚する。

［第４実施形態］
第１から３実施形態の加速度発生装置１〜３では、支持部にコイルが「縦巻き方向」に巻かれていた。しかしながら、コイルが支持部に沿った横巻き方向に巻かれていてもよい。本実施形態では、コイルが支持部に横巻き方向に巻かれた形態を例示する。以下では第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については第１実施形態で用いた参照番号を用いて説明を簡略化する。

＜構成＞
図２４Ａおよび図２４Ｂに例示するように、本実施形態の加速度発生装置４は、容器１１と支持部４２（上蓋）とコイル４３−１〜４３−３（第１コイル）と一体部材１４と弾性体１５とを有する。容器１１と一体部材１４と弾性体１５は第１実施形態と同じである。

支持部４２は、容器１１の開放口１１３に取り付け可能であり、容器１１に対する相対位置を固定できるのであれば、支持部３２の形状に限定はない。本実施形態では、円盤状であって、その外周の辺縁部４２３が容器１１の開放口１１３の内周にはめ込まれる形状の部材を支持部４２とする。本実施形態の支持部４２の一方の板面４２２には、その板面に沿って３つのコイル４３−１〜４３−３が巻かれている（横巻き方向）。３つのコイル４３−１〜４３−３は支持部４２の中心部４２１から当該板面４２２に沿った３方に配置され、それぞれ支持部４２に固定されている。これにより、コイル４３−１〜４３−３は支持部４２に支持され、支持部４２に対する相対位置が固定されている。なお、コイル４３−１〜４３−３は、表面に絶縁層を持つ導電部材からなる導線であり、例えば、エナメル線等である。

３個のコイル４３−１〜４３−３が巻き付けられた支持部４２は、容器１１の開放口１１３に取り付けられている。具体的には、３個のコイル４３−１〜４３−３を外方に向けられ、支持部４２が容器１１の内側の底面１１２と略平行に配置され、支持部４２の外周の辺縁部４２３が容器１１の内周壁面１１１に固定されている。これにより、コイル４３−１〜４３−３のそれぞれが、少なくとも、支持部４２に対して定まる第１層Ｌ４１に配置されている。言い換えると、コイル４３−β’（ただし、β’＝１，２，３）のそれぞれの一体部材１４側に配置された部分が第１層Ｌ４１に位置している。また、一体部材１４が復帰位置に存在する際、板面４２２上に位置するコイル４３−１〜４３−３それぞれの支持部４２の外周側に位置する領域（以下「外周領域」と呼ぶ）が弾性体１５上に位置し、板面４２２上に位置するコイル４３−１〜４３−３それぞれのその他の領域（以下「内側領域」と呼ぶ）が一体部材１４上に位置する（図２４Ｂ）。言い換えると、一体部材１４が復帰位置に存在する際、コイル４３−１〜４３−３それぞれの内側領域のみが一体部材１４のＮ極１４２側の板面と略垂直な方向に位置し、外周領域は一体部材１４のＮ極１４２側の板面と略垂直な方向に位置しない。以上のような配置構成により、コイル４３−１〜４３−３のそれぞれは、第１層Ｌ４１の互いに異なる領域に偏って配置されており、より具体的には、第１層Ｌ４１の基準位置（中心部４２１）に対して、第１層Ｌ４１に沿った３個の方角のそれぞれに位置している（図２４Ａ，２４Ｂ）。

＜機能構成＞
加速度発生装置１が加速度発生装置４に置換される以外、図６に例示した構成と同じである。

＜動作＞
次に、加速度発生装置４の動作を説明する。加速度発生装置４は、偏並進周期運動を行うことによって擬似的な並進力覚を提示する。

≪Ｎ１方向とその逆方向の並進運動からなる偏並進周期運動（図２５Ａ、図２５Ｂ、および図２６）≫
支持部４２に沿った中心部４２１からコイル４３−２に向かうＮ１方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、コイル４３−２に支持部４２の板面４２２側からみた反時計回り方向Ｋ２の電流が流れるように制御する（図２５Ａ）。これにより、コイル４３−２の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＭ２１方向の力とＭ２２方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、これらの合力である容器１１を基準としたＮ１方向の力が与えられ、一体部材１４がＮ１方向に移動する。このとき一体部材１４にはＮ１方向の加速度が生じる。コイル４３−２に電流を流すのを止めると、コイル４３−２によって一体部材１４に与えられていたＮ１方向の力が解除され、弾性体１５の弾性力によって一体部材１４がＮ１方向の逆方向に移動する。一体部材１４に掛かる合力と、その反作用で生ずる容器１１に掛かる力との関係は、第１実施形態と同様である。これにより、第１実施形態と同様に、加速度発生装置４は、Ｎ１方向またはその逆方向の擬似的な力覚を提示できる。

また、Ｎ１方向またはその逆方向により明確な擬似的な力覚を提示するためには、コイル４３−２に反時計回り方向Ｋ２の電流が流れるように制御し、コイル４３−１に支持部４２の板面４２２側からみた時計回り方向Ｋ１の電流が流れるように制御し、コイル４３−３の部分に支持部４２の板面４２２側からみた時計回り方向Ｋ３の電流が流れるように制御する（図２５Ｂ）。これにより、コイル４３−１の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＭ１１方向の力とＭ１２方向の力を与え、コイル４３−２の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＭ２１方向の力とＭ２２方向の力を与え、コイル４３−３の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＭ３１方向の力とＭ３２方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、これらの合力である容器１１を基準としたＮ１方向の強い力が与えられ、一体部材１４がＮ１方向に移動する。このとき一体部材１４にはＮ１方向の大きな加速度が生じる。コイル４３−１〜４３−３に電流を流すのを止めると、コイル４３−１〜４３−３によって一体部材１４に与えられていたＮ１方向の力が解除され、弾性体１５の弾性力によって一体部材１４がＮ１方向の逆方向に移動する。一体部材１４に掛かる合力と、その反作用で生ずる容器１１に掛かる力との関係は、第１実施形態と同様である。これにより、第１実施形態と同様に、加速度発生装置４は、Ｎ１方向またはその逆方向の擬似的な力覚を明確に提示できる。

また、これらの逆方向の電流を流してもよい。例えば、コイル４３−１に反時計回りＲＫ１方向の電流が流れるように制御し、コイル４３−２に時計回りＫ２方向の電流が流れるように制御し、コイル４３−３に反時計回りＫ３方向の電流が流れるように制御してもよい。これにより、コイル４３−１の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＭ１１方向の力とＲＭ１２方向の力を与え、コイル４３−２の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＭ２１方向の力とＲＭ２２方向の力を与え、コイル４３−３の内側領域は一体部材１４のＮ極１４２側にＲＭ３１方向の力とＲＭ３２方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、これらの合力である容器１１を基準としたＮ１方向の逆方向Ｎ２の強い力が与えられ、一体部材１４がＮ１方向の逆方向Ｎ２に移動する（図２６）。このとき一体部材１４にはＮ１方向の逆方向Ｎ２の加速度が生じる。コイル４３−１〜４３−３に電流を流すのを止めると、コイル４３−１〜４３−３によって一体部材１４に与えられていたＮ２方向の力が解除され、弾性体１５の弾性力によって一体部材１４がＮ１方向に移動する。一体部材１４に掛かる合力と、その反作用で生ずる容器１１に掛かる力との関係は、第１実施形態と同様である。

また、上記コイルのペアに流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。

［第５実施形態］
第１から４実施形態の加速度発生装置１〜４では第１層に沿った擬似的な力覚を提示可能な構成であった。本実施形態では、さらに第１層から第２層に向かう方向またはその逆方向に擬似的な力覚を提示可能な構成である。以下では第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については第１実施形態で用いた参照番号を用いて説明を簡略化する。

図２７から図２９に例示するように、本実施形態の加速度発生装置５は、容器５１と支持部５２（上蓋）とコイル１３−１〜１３−４（第１コイル）とコイル５３（第２コイル）と一体部材５４と弾性体１５，５７−１〜５７−４と緩衝材５８−１〜５８−４と可動部５６とを有する。

容器５１は、一方に開放口５１３を持ち他方に貫通孔５１４を持つ中空の収納部材である。容器５１の形状に限定はないが、本実施形態では円筒の一方の開放端を閉じた形状に貫通孔５１４が形成され、他方の開放端を開放口５１３とした中空形状の部材を容器５１とする。容器５１の材質は、第１実施形態の容器１１の材質と同じでよい。

支持部５２は、中心付近に貫通孔１２１を持つ部材である。容器５１の開放口５１３に取り付け可能であり、容器５１に対する相対位置を固定できるのであれば、支持部５２の形状に限定はない。本実施形態では、中心付近に貫通孔５２１を持つ円盤状（すなわち、ドーナツ形状）であって、その外周の辺縁部５２２が容器５１の開放口５１３の内周にはめ込まれる形状の部材を支持部５２とする。図２７Ａ等に例示するように、本実施形態の支持部５２の一方の板面には、貫通孔１２１から放射状に当該板面に沿った４本の溝１２３−１〜１２３−４が形成されている（第１実施形態参照）。支持部５２の材質は、第１実施形態の支持部１２の材質と同じでよい。支持部５２には第１実施形態で説明したように４本の溝１２３−１〜１２３−４に沿ってコイル１３−１〜１３−４が縦巻き方向に巻き付けられている。これにより、コイル１３−１〜１３−４は支持部５２に支持され、支持部５２に対する相対位置が固定されている。

４個のコイル１３−１〜１３−４が巻き付けられた支持部５２は、容器５１の開放口５１３に取り付けられている（図２８Ａおよび図２８Ｂ）。具体的には、支持部５２の内側領域５２５が容器５１の内側に向けられ、支持部５２が容器５１の内側の底面５１２と略平行に配置され、支持部５２の外周の辺縁部５２２が容器５１の内周壁面５１１に固定されている。これにより、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれが、少なくとも、支持部５２に対して定まる第１層Ｌ５１に配置されている。言い換えると、コイル１３−β（ただし、β＝１，・・・，４）のそれぞれの内側領域５２４側の部分が第１層Ｌ５１に位置している。以上のような配置構成により、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれは、第１層Ｌ５１の互いに異なる領域に偏って配置されており、より具体的には、第１層Ｌ５１の基準位置（貫通孔１２１）に対して、第１層Ｌ５１に沿った４個の方角のそれぞれに位置している（図２７Ａ，２８Ａ，２８Ｂ）。

容器５１の内部には、一体部材５４と、一体部材５４を支持する弾性体１５，５７−１〜５７−４と、緩衝材５８−１〜５８−４と、弾性体５７−１〜５７−４を支持する可動部５６と、可動部５６に支持されたコイル５３とが配置されている。可動部５６は、器（うつわ）状の容器部５６５と、その底の外方に伸びた柱部５６３と、柱部５６３の先端に設けられたストッパ５６４を有する。本実施例の容器部５６５は、円筒形状の一方の開放端を閉じた形状であり、その開放端側には底面５１２と略平行に外側に伸びた止め部５６５ａが設けられている。ここで、柱部５６３の径は容器５１の貫通孔５１４の径よりも小さく、ストッパ５６４の径は容器５１の貫通孔５１４の径よりも大きく、柱部５６３の長手方向の長さは、容器５１の底面５１２側の厚み（貫通孔５１４の長さ）よりもわずかに長い。図２８Ａおよび図２８Ｂに例示するように、容器部５６５は容器５１の内部に配置され、ストッパ５６４は貫通孔５１４近傍の容器５１の外部に配置され、柱部５６３は貫通孔５１４に配置される。これにより、可動部５６は、容器５１の底面５１２側に「遊び」を持った状態で支持される。つまり、可動部５６は、底面５１２に沿ってスライド可能である。ただし、可動部５６は底面５１２と略垂直方向へ移動しない。また、容器部５６５の外周側面５６１にはコイル５３が巻き付けられている。すなわち、コイル５３は支持部５２側からみて時計回りまたは反時計回りに外周側面５６１周りに巻き付けられている。コイル５３は支持部５２に沿った向きの巻き方となる。これにより、コイル５３が容器部５６５に対して固定されている。

可動部５６の容器部５６５の内側の底面５６２には、４個の弾性体５７−１〜５７−４の一端が固定されている。弾性体５７−１〜５７−４は、一体部材５４を所定の復帰位置に戻す弾性力を生じる機構や部材である。このようなものであれば弾性体５７−１〜５７−４の構成に限定はない。本実施形態では、ゴム等の弾性材料から構成された弾性体５７−１〜５７−４を例示する。４個の弾性体５７−１〜５７−４の配置に特に限定はないが、底面５６２上で何れかの領域に偏らないように配置されることが望ましい。これらの４個の弾性体５７−１〜５７−４の他端は一体部材５４を支持している。一体部材５４は永久磁石を有する実質的な剛体である。一体部材５４の構成に限定はない。本実施形態では、円盤状の１個の永久磁石を一体部材５４とする。この一体部材５４の一方の板面はＮ極５４２とされ、他方の板面はＳ極５４３とされている。４個の弾性体５７−１〜５７−４の他端はこの一体部材５４のＳ極５４３側の板面を支持している。一体部材５４および弾性体１５は支持部５２と容器部５６５の底面５６２との間に配置され、弾性体１５の外周の辺縁部１５２は容器５１の内周壁面５１１に支持され、弾性体１５の内周の辺縁部１５１は一体部材５４の外周の辺縁部５４１を支持している。一体部材５４のＮ極５４２側の板面と支持部５２の内側領域５２５との間には４個の緩衝材５８−１〜５８−４が配置されている。緩衝材５８−１〜５８−４は、支持部５２または一体部材５４に固定されている。緩衝材５８−１〜５８−４は一体部材５４が容器５１内で支持部５２側へ移動したときに、一体部材５４がコイル１３−１〜１３−４に接触しないように、比較的固い部材、もしくは、一体部材５４に対して支持部５２方向に掛かる力（コイル５３に電流が流れることで一体部材５４に生じる力）よりも強い応力を発生させる部材とする。緩衝材５８−１〜５８−４の配置にその他の限定はないが、一体部材５４のＮ極５４２側の板面上で何れかの領域に偏らないように配置されることが望ましい。これらにより、弾性体１５，５７−１〜５７−４が一体部材５４を支持し、一体部材５４の板面（Ｎ極５４２およびＳ極５４３の面）が底面５１２および支持部５２と略平行に配置される。また本実施形態では、一体部材５４のＮ極５４２が支持部５２側に配置され、Ｓ極５４３が容器部５６５の底面５６２側に配置されている。しかしながら、一体部材５４のＳ極５４３が支持部５２側に配置され、Ｎ極５４２が容器部５６５の底面５６２側に配置されていてもよい。

以上により、コイル１３−１〜１３−４の相対位置が容器５１に対して固定され、コイル１３−１〜１３−４それぞれの少なくとも一部が第１層Ｌ５１に配置され、一体部材５４が容器５１の内周壁面５１１に支持された弾性体１５に支持される。これにより、一体部材５４が第１層Ｌ５１に沿った第２層Ｌ５２に配置され、容器５１内を底面５１２に沿って移動可能とされる。本実施形態の一体部材５４は、第１層Ｌ５１に沿った２自由度の並進運動または１自由度の回転運動、ならびに、第１層Ｌ５１から第２層Ｌ５２に向かう方向および第２層Ｌ５２から第１層Ｌ５１に向かう方向の１自由度の並進運動を行うことが可能である。弾性体１５，５７−１〜５７−４は、一体部材５４を容器５１内の所定の復帰位置に復帰させるための弾性力を一体部材５４に与える。少なくとも一体部材５４が復帰位置に存在する場合、コイル１３−１〜１３−４の内側領域５２５に位置する部分のそれぞれが一体部材５４に対向している。コイル１３−１〜１３−４およびコイル５３は、フレミングの左手の法則で説明されるローレンツ力の反作用により、流された電流に応じた力（加速度）を一体部材５４に与える。また、その加速度を生じさせるためのローレンツ力がコイル１３−１〜１３−４を支持する容器５１にかかり、一体部材５４の加速方向と逆の力を生ずる。コイル１３−１〜１３−４は、流された電流に応じ、第１層Ｌ５１（第２層Ｌ５２）に沿った加速度を一体部材５４に与える。コイル５３は、流された電流に応じ、第１層Ｌ５１から第２層Ｌ５２に向かう「第１方向成分」を持つ加速度および第２層Ｌ５２から第１層Ｌ５１に向かう「第２方向成分」を持つ加速度の少なくとも一方を一体部材５４に与える。すなわち、コイル１３−１〜１３−４およびコイル５３のそれぞれに流れる電流の向き・大きさおよび一体部材５４の磁場に応じ、一体部材５４に様々な方向・大きさの力が与えられ、それらの合成ベクトルに相当する力が一体部材５４に与えられる。これらの力により、一体部材５４は第１層Ｌ５１に沿った（例えば、容器５１の底面５１２および支持部５２と略平行な）周期的な運動（支持部５２に対する運動）や、第１方向成分の加速度を持つ運動および第２方向成分の加速度を持つ運動を繰り返す周期的な運動を行う。第１層Ｌ５１に沿った一体部材５４の周期的な運動は、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれに流れる電流の向きおよび大きさによって制御できる。第１方向成分の加速度を持つ運動および第２方向成分の加速度を持つ運動を繰り返す一体部材５４の周期的な運動は、コイル５３に流れる電流の向きおよび大きさによって制御できる。ここで、加速度または角加速度の向きによって加速度または各速度の大きさの時間変化が異なるように制御した場合、加速度発生装置５を把持しているユーザはこの運動に応じた擬似的な力覚を知覚する。例えば、第１実施形態と同様、一体部材５４の第１層Ｌ５１に沿った所望の方向の逆方向の加速度の時間変化とその所望の方向の加速度の時間変化とを非対称にすると、その反作用として容器５１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。これにより、所望の方向（またはその逆方向）の並進力覚を呈示できる。また、一体部材５４が第１層Ｌ５１に沿った所望の回転方向に対して逆の角加速度の時間変化とその所望の回転方向の角加速度の時間変化とを非対称にすることで、所望の回転方向（またはその逆回転方向）に回転するような力覚（回転力覚）を呈示できる。さらに、図３０Ａおよび図３０Ｂに例示するように、本実施形態では、一体部材５４が第１層Ｌ５１から第２層Ｌ５２に向かうＱ方向へ加速する期間とその逆方向に加速する期間とを繰り返す周期的な運動を行う場合、Ｑ方向へ加速する期間での加速度の時間変化とその逆方向へ加速する期間での加速度の時間変化とを非対称とすることで、Ｑ方向（またはその逆方向）に並進力覚を呈示できる。すなわち、コイル５３に支持部５２側からみた反時計回りのＰ方向の電流を流すように制御すると、コイル５３は一体部材にＱ方向の力を与える。これにより一体部材５４はＱ方向に移動し、Ｑ方向の加速度が生じる。その反作用としてＱ方向の逆方向の力が、コイル５３を支持する容器５１に伝わり、容器５１がＱ方向と逆方向に加速される。次に、一体部材５４が弾性体５７−１〜５７−４を押すため、弾性体５７−１〜５７−４が弾性変形する。ここで、コイル５３に電流を流すのを止めると、弾性体５７−１〜５７−４の弾性力により、一体部材５４はＱ方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル５３に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切にとると、一体部材５４のＱ方向の加速度の時間変化とＱ方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として容器５１に非対称の力（加速度）を発生させることができる。例えば、一体部材５４のＱ方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＱ方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも大きくなるように制御すると、加速度発生装置５を把持しているユーザは、Ｑ方向と逆方向の擬似的な力覚を知覚する。逆に、例えば、Ｑ方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）がＱ方向の逆方向の加速度の大きさの最大値（または一定短時間の平均値）よりも小さくなるように制御すると、加速度発生装置１を把持しているユーザは、Ｑ方向の力覚を知覚する。これにより、加速度発生装置５は、Ｑ方向またはその逆方向の擬似的な力覚も提示できる。また、上記略直交するコイルのペアに流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。

［第６実施形態］
第１実施形態の加速度発生装置１は、一体部材１４の一方の板面側のみにコイル１３−１〜１３−４が固定された支持部１２が配置されていた。しかしながら、一体部材１４の他方の板面側にもコイルが配置されていてもよい。以下では第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については第１実施形態で用いた参照番号を用いて説明を簡略化する。

図３１および図３２に例示するように、本実施形態の加速度発生装置６は、容器１１と、支持部１２（上蓋）と、コイル１３−１〜１３−４（第１コイル）と、支持部６２と、コイル６３−１〜６３−４（第３コイル）と、一体部材１４と、弾性体１５とを有する。

本形態では、支持部６２は支持部１２と同じであり、コイル６３−１〜６３−４はコイル１３−１〜１３−４と同じであり、コイル１３−１〜１３−４が支持部１２に巻き付けられるのと同じように、コイル６３−１〜６３−４が支持部６２に巻き付けられる。すなわち、コイル６３−１〜６３−４が巻き付けられた支持部６２の構成は、コイル１３−１〜１３−４が巻き付けられた支持部１２の構成と同じである。コイル６３−１〜６３−４が巻き付けられた支持部６２は容器１１の内部の底面１１２側に取り付けられ、コイル１３−１〜１３−４が巻き付けられた支持部１２は開放部１１３側に取り付けられている。ただし、本形態では、これらが面対称（第２層Ｌ１２に含まれる第２平面に対して面対称）となるように配置されている。また、一体部材１４は容器１１の内周壁面１１１に支持された弾性体１５に支持される。以上により、コイル１３−１〜１３−４の相対位置が支持部６２に対して固定され、コイル６３−１〜６３−４の相対位置が支持部１２に対して固定される。コイル１３−１〜１３−４のそれぞれの少なくとも一部が第１層Ｌ１１に配置され、一体部材１４は第１層Ｌ１１に沿った第２層Ｌ１２に配置され、コイル６３−１〜６３−４それぞれの少なくとも一部が第２層Ｌ１２に沿った第３層Ｌ６３に配置される。なお、第２層Ｌ１２は第１層Ｌ１１と第３層Ｌ６３との間に位置する。これにより、一体部材１４は第１層Ｌ１１および第３層Ｌ６３に沿った第２層Ｌ１２に配置され、容器１１内を底面１１２に沿って移動可能とされる。なお、一体部材１４のＮ極１４２が支持部１２側に配置され、Ｓ極１４３が支持部６２側に配置されている。また、コイル１３−１〜１３−４のそれぞれ１３−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，４）は、コイル６３−１〜６３−４のそれぞれ６３−ｎに位置合わせされている。言い換えると、コイル６３−ｎとコイル６３−ｎとは、第２層Ｌ１２に含まれる第２平面に対して面対称である（図３２Ａおよび図３２Ｂ）。

コイル１３−１〜１３−４と同様、コイル６３−１〜６３−４に電流が流されると、ローレンツ力の反作用により、流された電流に応じた力が一体部材１４に与えられる。ここで、コイル１３−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，４）が第１層Ｌ１１から第２層Ｌ１２に向かう成分を持つ加速度を一体部材１４に与えるときに、コイル６３−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，４）が第３層Ｌ６３から第２層Ｌ１２に向かう成分を持つ加速度を一体部材１４に与えるように制御することにより、第１層Ｌ１１から第２層Ｌ１２に向かう成分（図３２Ａおよび図３２Ｂの上から下へ向かう方向成分）の力と第３層Ｌ６３から第２層Ｌ１２に向かう成分（図３２Ａおよび図３２Ｂの下から上へ向かう方向成分）の力とが相殺され、一体部材１４の第１層Ｌ１１，第２層Ｌ１２，第３層Ｌ６３を横切る方向（図３２Ａおよび図３２Ｂの上下方向）の変動が軽減され、一体部材１４を第２層Ｌ１２に沿って安定して移動または回転させることができる。好ましくは、コイル１３−ｎが一体部材１４に与える第１層Ｌ１１から第２層Ｌ１２に向かう成分の力の大きさと、コイル６３−ｎが一体部材１４に与える第３層Ｌ６３から第２層Ｌ１２に向かう成分の力の大きさとを等しくする。言い換えると、コイル１３−ｎが一体部材１４に与える力のベクトルと、コイル６３−ｎが一体部材１４に与える力のベクトルとを、第２層Ｌ１２に対して面対称にする。例えば、コイル１３−２の一体部材１４側の部分に支持部１２の外周側から貫通孔１２１側に向かうＲ２方向の大きさＩ−２の電流が流れるときに、コイル６３−２の一体部材１４側の部分に支持部６２の内側から外周側に向かうＲＲ２方向の大きさＩ−２の電流が流れるように制御する（図３２Ａ）。例えば、コイル１３−４の一体部材１４側の部分に支持部１２の外周側から貫通孔１２１側に向かうＲ４方向の大きさＩ−４の電流が流れるときに、コイル６３−４の一体部材１４側の部分に支持部６２の内側から外周側に向かうＲＲ４方向の大きさＩ−４の電流が流れるように制御する（図３２Ａ）。例えば、コイル１３−１の一体部材１４側の部分に支持部１２の外周側から貫通孔１２１側に向かうＲ１方向の大きさＩ−１の電流が流れるときに、コイル６３−１の一体部材１４側の部分に支持部６２の内側から外周側に向かうＲＲ１方向の大きさＩ−１の電流が流れるように制御する（図３２Ｂ）。例えば、コイル１３−３の一体部材１４側の部分に支持部１２の外周側から貫通孔１２１側に向かうＲ３方向の大きさＩ−３の電流が流れるときに、コイル６３−３の一体部材１４側の部分に支持部６２の内側から外周側に向かうＲＲ３方向の大きさＩ−３の電流が流れるように制御する（図３２Ｂ）。これにより、一体部材１４を容器１１の底面１１２とほぼ平行な状態で回転させることができる。このような制御は、コイル１３−ｎとコイル６３−ｎ（ただし、ｎ＝１，・・・，４）をそれぞれ直列に電気的に接続しておくと容易である。その他の擬似的な力覚を提示するための制御方法は第１実施形態で説明した通りである。

なお、本実施形態では、コイル１３−１〜１３−４とコイル６３−１〜６３−４とを面対称に配置した。これが最善であるが、コイル１３−１〜１３−４とコイル６３−１〜６３−４とが面対称に配置されていなくてもよい。また、第３層Ｌ６３に１個以上のコイルが配置されていればある程度の効果（一体部材１４の第１層Ｌ１１，第２層Ｌ１２，第３層Ｌ６３を横切る方向の変動を軽減する効果）が期待できる。そのため、第３層Ｌ６３に１個から３個または５個以上のコイルが配置されていてもよい。

さらに本実施形態のように構成することにより、第１実施形態よりもより大きな加速度を一体部材１４に与えることができる。なお、本実施形態は第１実施形態を変形した形態を説明したが、第３実施形態や第４実施形態についても同様な変形を行うことができる。

［その他の変形例等］
なお、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、一体部材が２個以上の永久磁石を含んでいてもよい。例えば、図３３Ａに例示するように、加速度発生装置が、２個の永久磁石７４１，７４２を含む一体部材７４と横巻き方向に巻かれた２本のコイル７３−１，７３−２とを含んでいてもよい。永久磁石７４１のＮ極と永久磁石７４２のＳ極とが同じ側を向き、２本のコイル７３−１，７３−２はこれらの側に配置される。２本のコイル７３−１，７３−２は、それぞれ２個の永久磁石７４１，７４２にわたって配置され、それぞれの一部の領域（外周領域）が永久磁石７４１，７４２の外側に配置される。このような場合、コイル７３−１に時計回り方向Ｓ１，７３−２に反時計回り方向Ｓ２の電流を流すことで、一体部材７４に対し、時計回り方向Ｔ１の角加速度を与えることができる。例えば、図３３Ｂに例示するように、加速度発生装置が、２個の永久磁石７４１，７４２を含む一体部材７４と横巻き方向に巻かれた４本のコイル８３−１〜８３−４とを含んでいてもよい。永久磁石７４１のＮ極と永久磁石７４２のＳ極とが同じ側を向き、２本のコイル８３−１，８３−２は永久磁石７４１のＮ極側の領域で横巻き方向に巻かれ、２本のコイル８３−３，８３−４は永久磁石７４２のＳ極側で横巻き方向に巻かれている。それぞれのコイル８３−１〜８３−４の一部の領域（外周領域）が永久磁石７４１，７４２の外側に配置される。このような場合、コイル８３−１，３に時計回り方向Ｕ１，Ｓ３の電流を流し、コイル８３−２，４に反時計回り方向Ｕ２，Ｓ４の電流を流すことで、一体部材７４に対してＶ２方向の加速度を与えることができる。また、図３３Ａのコイル７３−１，７３−２に重ねて図３３Ｂのコイル８３−１〜８３−４が配置されてもよい。これにより、並進２自由度、回転１自由度の擬似的な力覚を提示することができる。例えば、図３３Ｃに例示するように、加速度発生装置が、４個の永久磁石８４１〜８４４を含む一体部材８４と横巻き方向に巻かれた４本のコイル８３−１〜８３−４とを含んでいてもよい。永久磁石８４１，８４３のＳ極と永久磁石８４２，８４４のＮ極とが同じ側を向く。コイル８３−１は永久磁石８４１のＳ極側の領域で横巻き方向に巻かれ、コイル８３−２は永久磁石８４２のＮ極側の領域で横巻き方向に巻かれ、コイル８３−３は永久磁石８４３のＳ極側の領域で横巻き方向に巻かれ、コイル８３−４は永久磁石８４４のＮ極側の領域で横巻き方向に巻かれている。４本のコイル８３−１〜８３−４それぞれの一部の領域（外周領域）は永久磁石８４１〜８４４の外側に配置されている。このような場合、コイル８３−１に時計回り方向Ｕ１の電流を流し、コイル８３−２に反時計回り方向Ｕ２の電流を流すことで、一体部材８４に対してＶ３方向の加速度を与えることができる（図３３Ｃ）。また、コイル８３−１，４に時計回り方向Ｕ１，ＲＵ４の電流を流し、コイル８３−２，３に反時計回り方向Ｕ２，ＲＵ３の電流を流すことで、一体部材８４に対してＶ３方向の強い加速度を与えることができる（図３３Ｄ）。コイル８３−４に時計回り方向ＲＵ４の電流を流し、コイル８３−３に反時計回り方向ＲＵ３の電流を流すことで、一体部材８４に対してＶ３方向の加速度を与えることができる（図３３Ｅ）。このような変形例でもコイルに電流を流す期間と流さない期間との比を不均衡にすると、一体部材を偏並進周期運動させたり、偏回転周期運動させたりすることができ、それらによって擬似的な力覚を提示することができる。

例えば、加速度発生装置５の緩衝材５８−１〜５８−４が１個の弾性体に置換された構成であってもよい。例えば、加速度発生装置５の弾性体５７−１〜５７−４が１個の弾性体に置換された構成であってもよい。その他、一体部材にその他の方法で弾性力を与えてもよい。例えば、図３４Ａ〜図３４Ｄに例示するように、一体部材９４がその外径よりも内径が大きなゴムチューブ１１５０内に配置され、ゴムチューブ１１５０の両方の開放端側１１５１および１１５２が容器１１等に固定されてもよい。図３４Ｂ，図３４Ｄは一体部材９４が図面左方向に移動しゴムチューブ１１５０を引き延ばしている状態を示す。その状態では、ゴムチューブ１１５０の弾性力により、一体部材９４にはその復帰位置に戻すための力が与えられる。別の例では、図３４Ｅ〜図３４Ｇのように、一方の板面側に突起部１１９１を有する永久磁石を含んだ一体部材１１９０を用い、突起部１１９１がゴムチューブ１１６０の一端に挿入・固定され、ゴムチューブ１１６０の他端１１６１が容器１１等に固定されてもよい。図３４Ｇは一体部材１１９０が図面左方向に移動した状態を示す。その状態ではゴムチューブ１１６０の弾性力により、一体部材１１９０にはその復帰位置に戻すための力が加えられる。

例えば、図３５Ａおよび図３５Ｂに例示するように、円盤状の１個の永久磁石からなる一体部材９４が一体部材９４の外径よりも内径が大きなチューブ状の永久磁石９５内に配置されていてもよい。永久磁石９５は前述したような容器１１等に支持され、一体部材９４の磁極の向きと永久磁石９５の磁極の向きとが一致するように配置される。これにより、一体部材９４は永久磁石９５からの磁力によって永久磁石９５の中央に復帰する向きの力を受ける。また、図３５Ｃおよび図３５Ｄのように、円盤状の１個の永久磁石からなる一体部材９４の外周方向の４方に容器１１等に支持された４個の永久磁石９５１〜９５４が配置されてもよい。この場合も、体部材９４の磁極の向きと永久磁石９５１〜９５４の磁極の向きとが一致するように配置しておけば、一体部材９４は磁力によって永久磁石９５の中央に復帰する向きの力を受ける。一体部材９４は永久磁石９５１〜９５４からの磁力によって永久磁石９５１〜９５４の中央に復帰する向きの力を受ける。或いは、図３５Ｅおよび図３５Ｆのような電磁バネが用いられてもよい。この構成では、コイル１０５０に反時計周りの電流を掛けた状態で、一体部材９４が上に動くと、コイル１０５０の下部に掛かる磁力が小さくなり、一体部材９４に上向きに掛かる力が減る。そのためコイル１０５０上部からの下向きの力により、一体部材１０５０が下に動く。同様に、一体部材９４がどちらの方向に動いても、平衡位置に戻す力が働く。

なお、永久磁石によるバネ系や電磁バネを用いる場合には、一体部材が容器の底面に接するように（容器底面の上に）配置されるものとする。一体部材が容器底面上を移動する際の摩擦力が少なくなるように、容器底面は摩擦が小さい素材とすることが望ましい。また、初期位置（コイルに電流を流さない状態）では、一体部材の板面の中心と容器底面の中心とが揃うよう（容器底面の中心を通り、容器底面と略垂直な軸状に一体部材の板面の中心が配置されるよう）に配置する。

また、２本のコイルを用いて並進２自由度の擬似的な力覚を提示する構成であってもよい。例えば、図３６Ａおよび図３６Ｂの加速度発生装置７のように、第１実施形態の加速度発生装置１の４本のコイル１３−１〜１３−４に代えて、２本のコイル７０３−１，７０３−２が支持部１２に巻き付けられてもよい。この例では、コイル７０３−１が、溝１２３−１，１２３−３およびそれらの裏面側に位置する内側領域に沿って支持部１２に巻き付けられており、コイル７０３−２が、溝１２３−２，１２３−４およびそれらの裏面側に位置する内側領域１２４−２，１２４−４に沿って、支持部１２に巻き付けられている。つまり、略直交する２つの軸方向にそれぞれ１本ずつのコイル７０３−１およびコイル７０３−２が支持部１２に巻き付けられている。コイル７０３−１とコイル７０３−２とは、溝１２３−１〜４側およびその反対側の面で略直交する。

ここで、支持部１２に沿った溝１２３−３から溝１２３−１に向かうＹ１方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、一体部材１４側に位置するコイル７０３−２の部分に溝１２３−４から溝１２３−２に向かうＹ２方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル７０３−２は一体部材１４のＮ極１４２側にＹ１方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＹ１方向の力が与えられ、一体部材１４がＹ１方向に加速する。その反作用としてＹ１方向と逆方向の力がコイル７０３−２を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＹ１と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル７０３−２に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材１４はＹ１方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル７０３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材１４のＹ１方向の加速度の時間変化とＹ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置７は、Ｙ１方向と逆方向またはＹ１方向の擬似的な力覚を提示できる（制御１−１）。

一方、Ｙ２方向に一体部材１４を並進運動させる場合には、一体部材１４側に位置するコイル７０３−１の部分にＹ１方向と逆方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル７０３−１は一体部材１４のＮ極１４２側にＹ２方向の力を与える。結果として、一体部材１４には、容器１１を基準としたＹ２方向の力が与えられ、一体部材１４がＹ２方向に加速する。その反作用としてＹ２方向と逆方向の力がコイル７０３−１を支持する容器１１に伝わり、容器１１がＹ２と逆方向に加速される。次に、一体部材１４が弾性体１５を押すため、弾性体１５が弾性変形する。ここで、コイル７０３−１に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材１４はＹ２方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル７０３−１に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材１４のＹ２方向の加速度の時間変化とＹ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置７は、Ｙ２方向と逆方向またはＹ２方向の擬似的な力覚を提示できる（制御１−２）。

また、制御１−１に代えて、一体部材１４側に位置するコイル７０３−２の部分にＹ２方向の電流が流れるように制御する期間と逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、Ｙ１方向と逆方向またはＹ１方向の擬似的な力覚を提示できる（制御１−３）。同様に、制御１−２に代えて、一体部材１４側に位置するコイル７０３−１の部分にＹ１方向の電流が流れるように制御する期間と逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、Ｙ２方向と逆方向またはＹ２方向の擬似的な力覚を提示できる（制御１−４）。

制御１−１と制御１−２を同時に行うことでＹ１方向とＹ２方向との間の方向へ擬似的な力覚を提示できる。同様に、制御２−３と制御２−４を同時に行うことでＹ１方向とＹ２方向との間の方向へ擬似的な力覚を提示できる。また、コイル７０３−１，２に流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。

また例えば、図３７Ａおよび図３７Ｂの加速度発生装置８のように、第２実施形態の加速度発生装置２の４本のコイル２３−１〜２３−４に代えて、２本のコイル８０３−１，８０３−２が支持部２２に巻き付けられてもよい。この例では、コイル８０３−１が支持部２２の溝２２３−１，２２３−３、それらの反対側の面、および辺縁部２２２を通って支持部２２の外周に巻きつけられており、コイル８０３−２が溝２２３−２，２２３−４、それらの反対側の面、および辺縁部２２２を通って支持部２２の外周に巻きつけられている。コイル８０３−１とコイル８０３−２とは、溝２２３−１〜４側およびその反対側の面で略直交する。その他の構成は第２実施形態の加速度発生装置２と同じである。

ここで、支持部２２に沿った溝２２３−３から溝２２３−１に向かうＸ１方向に一体部材２４を並進運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル８０３−２の部分に溝２２３−４から溝２２３−２に向かうＸ２方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル８０３−２は一体部材２４のＮ極２４２側にＸ１方向の力を与える。結果として、一体部材２４には、容器２１を基準としたＸ１方向の力が与えられ、一体部材２４がＸ１方向に加速する。その反作用としてＸ１方向と逆方向の力がコイル８０３−２を支持する容器２１に伝わり、容器２１がＸ１と逆方向に加速される。次に、一体部材２４が弾性体２５を押すため、弾性体２５が弾性変形する。ここで、コイル８０３−２に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材２４はＸ１方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル８０３−２に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材２４のＸ１方向の加速度の時間変化とＸ１方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置８は、Ｘ１方向と逆方向またはＸ１方向の擬似的な力覚を提示できる（制御２−１）。

一方、Ｘ２方向に一体部材２４を並進運動させる場合には、開放口２１３側に位置するコイル８０３−１の部分にＸ１方向と逆方向の電流が流れるように制御する。これにより、コイル８０３−１は一体部材２４のＮ極２４２側にＸ２方向の力を与える。結果として、一体部材２４には、容器２１を基準としたＸ２方向の力が与えられ、一体部材２４がＸ２方向に加速する。その反作用としてＸ２方向と逆方向の力がコイル８０３−１を支持する容器２１に伝わり、容器２１がＸ２と逆方向に加速される。次に、一体部材２４が弾性体２５を押すため、弾性体２５が弾性変形する。ここで、コイル８０３−１に電流を流すのを止めると、弾性力により一体部材２４はＸ２方向と逆方向に押し戻される。ここで、コイル８０３−１に電流を流す期間と電流を流さない期間を適切に設定すると、一体部材２４のＸ２方向の加速度の時間変化とＸ２方向の逆方向の加速度の時間変化とを非対称にでき、その反作用として、第１実施形態と同様に、加速度発生装置８は、Ｘ２方向と逆方向またはＸ２方向の擬似的な力覚を提示できる（制御２−２）。

また、制御２−１に代えて、開放口２１３側に位置するコイル８０３−２の部分にＸ２方向の電流が流れるように制御する期間と逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、Ｘ１方向と逆方向またはＸ１方向の擬似的な力覚を提示できる（制御２−３）。同様に、制御２−２に代えて、開放口２１３側に位置するコイル８０３−１の部分にＸ１方向の電流が流れるように制御する期間と逆方向の電流が流れるように制御する期間とを繰り返してもよい。第１実施形態と同様に、この場合にも前者の期間と後者の期間とを適切にすることで、Ｘ２方向と逆方向またはＸ２方向の擬似的な力覚を提示できる（制御２−４）。

制御２−１と制御２−２を同時に行うことでＸ１方向とＸ２方向との間の方向へ擬似的な力覚を提示できる。同様に、制御２−３と制御２−４を同時に行うことでＸ１方向とＸ２方向との間の方向へ擬似的な力覚を提示できる。また、コイル８０３−１，２に流す電流量および周波数の少なくとも一方を調整することで、力ベクトルの合成方向が変化し、様々な方向へ疑似的な力覚を提示できる。

さらに図３８Ａおよび図３８Ｂの加速度発生装置９のように、加速度発生装置８のドーナツ型の一体部材２４が第１実施形態で例示した円盤型の一体部材１４に置換され、支持部２２が中空の円筒型の支持部９２に置換されたものであってもよい。この例では、コイル８０３−１および８０３−２が支持部９２の外周に巻きつけられている。コイル８０３−１とコイル８０３−２とは、支持部９２の表裏面で略直交する。弾性体２５の外周の辺縁部は支持部９２の内部の外周側内壁面に支持され、弾性体２５の内周の辺縁部は一体部材１４の外周の辺縁部を支持している。弾性体２５は、一体部材１４の板面（Ｎ極１４２およびＳ極１４３の面）が支持部９２の内部の底面と略平行に配置され、かつ、一体部材１４を保持する。この場合の制御方法は加速度発生装置８と同じである。一体部材１４には貫通孔がなく中心部でも磁力が強いため、このような一体部材１４を備えた加速度発生装置９は、中心部に貫通孔がある一体部材２４を備えた加速度発生装置８よりも強い力覚を提示できる。

その他、支持部にコイルを固定する方法は上述のものに限定されず、第１層に２個以上のコイルを固定できるのであれば、その他の巻き方や配置であってもよい。

１〜９ 加速度発生装置

Claims (12)

1. 支持部と、
   永久磁石を含み、前記支持部に対して周期的な運動を行う一体部材と、
   前記支持部に対する相対位置が固定され、流された電流に応じた加速度を前記一体部材に与えるＮ個の第１コイルと、を有し、
   Ｎは２以上の整数であり、
   前記第１コイルのそれぞれは、前記永久磁石の一方の磁極側で前記支持部に巻き付けられており、前記第１コイルそれぞれの少なくとも一部分は、前記支持部に対して定まる平面を含む第１層に位置し、
   前記支持部に対する前記第１コイルの巻き付け方向は、前記平面に沿った軸の軸周りの方向であり、
   前記一体部材は、前記第１層に沿った第２層に位置し、前記第１層に沿った周期的な運動を行う、加速度発生装置。
2. 請求項１の加速度発生装置であって、
   前記第１コイルのそれぞれは、前記第１層の互いに異なる領域に偏って配置される、加速度発生装置。
3. 請求項１または２の加速度発生装置であって、
   前記第１コイルのそれぞれは、前記第１層の基準位置に対して、前記第１層に沿ったＮ個の方角のそれぞれに位置する、加速度発生装置。
4. 請求項１から３の何れかの加速度発生装置であって、
   流された電流に応じ、前記第１層から前記第２層に向かう第１方向成分を持つ加速度および前記第２層から前記第１層に向かう第２方向成分を持つ加速度の少なくとも一方を前記一体部材に与える第２コイルをさらに有し、
   前記一体部材は、 前記第１方向成分の加速度を持つ運動および前記第２方向成分の加速度を持つ運動を繰り返す周期的な運動を行う、加速度発生装置。
5. 請求項１から３の何れかの加速度発生装置であって、
   前記支持部に対する相対位置が固定され、流された電流に応じた加速度を前記一体部材に与えるＭ個の第３コイルをさらに有し、
   Ｍは１以上の整数であり、
   前記第３コイルのそれぞれは、少なくとも、前記第２層に沿った第３層に位置し、前記第２層は前記第１層と前記第３層との間に位置する、加速度発生装置。
6. 請求項５の加速度発生装置であって、
   Ｎ＝Ｍであり、ｎ＝１，・・・，Ｎであり、
   前記第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のそれぞれＣ_１（ｎ）は、前記第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のそれぞれＣ_３（ｎ）に位置合わせされており、
   前記第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のＣ_１（ｎ）が前記第１層から前記第２層に向かう成分を持つ加速度を前記一体部材に与えるときに、前記第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のＣ_３（ｎ）は前記第３層から前記第２層に向かう成分を持つ加速度を前記一体部材に与える、加速度発生装置。
7. 請求項６の加速度発生装置であって、
   前記第１コイルＣ_１（１），・・・，Ｃ_１（Ｎ）のＣ_１（ｎ）は、前記第３コイルＣ_３（１），・・・，Ｃ_３（Ｎ）のＣ_３（ｎ）と直列に接続されている、加速度発生装置。
8. 請求項１から７の何れかの加速度発生装置であって、
   前記一体部材は、少なくとも、前記第１層に沿った並進２自由度または回転１自由度の周期的な運動を行う、加速度発生装置。
9. 請求項１から８の何れかの加速度発生装置であって、
   前記周期的な運動は、所望の方向の加速度の時間変化と前記所望の方向の逆方向の加速度の時間変化とが異なる周期的な運動、および、所望の回転方向の角加速度の時間変化と前記所望の回転方向の逆回転方向の角加速度の時間変化とが異なる周期的な運動、の少なくとも一方を含む、加速度発生装置。
10. 請求項１から９の何れかの加速度発生装置であって、
    弾性体を有し、前記弾性体のある部位の相対位置が前記支持部に対して保持されており、前記弾性体の他の部位が前記一体部材を支持している、加速度発生装置。
11. 請求項１から１０の何れかの加速度発生装置であって、
    Ｎは３以上の整数である、加速度発生装置。
12. 請求項１から１１の何れかの加速度発生装置であって、
    前記第１コイルのそれぞれに流す電流の大きさおよび周波数の少なくとも一方が制御可能である、加速度発生装置。

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