JPH11226500A - 振動発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ある程度大きな振動を発生させ、瞬時に振動
を様々な状態に変化させることを可能にする。 【解決手段】 磁性体１１、振動体１２、ケース１３及
びパッド１４を備え、磁性体１１は、磁極片１１１、コ
イルボビン及びコイル１１７を有し、鉄芯部１１２が帯
びる磁極と各継鉄部１１３が帯びる磁極が、互いに異な
るとともにコイル１１７の両端に印加される電圧の極性
変化に応じて変化するもので、振動体１２は、保持枠１
２１、一対の鉄板１２３及び上側がＮ極で下側がＳ極の
磁石１２４を有し、鉄芯部１１２及び各継鉄部１１３の
磁極変化に応じて磁石１２４を軸１２２回りに回動させ
て振動を発生させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動を発生させる
振動発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、小型の振動発生装置が種々提案さ
れ（実登３０１２９３０号公報等）、またページャや携
帯用電話等の通信機器及びコントローラで操作するゲー
ム機器等の様々な分野で使用されている。実登３０１２
９３０号公報には、鉄芯、この鉄芯に巻回されたコイ
ル、このコイルの一端と接続された弾性接片、及びこの
弾性接片に接触する断続器を備え、コイルに電流を流し
て、鉄芯と断続器との間で弾性接片を駆動させて振動を
発生させるようにした振動発生装置が開示されている。

【０００３】また、例えば、モータ及びこのモータの軸
に取り付けられた偏心重りを備え、モータを駆動して、
偏心重りの重心位置を回転させて振動を発生させるよう
にした振動発生装置が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実登３
０１２９３０号公報記載の振動発生装置は、この振動力
が、軽い弾性接片の駆動により得られることから小さ
く、ある程度大きな振動力で臨場感を高める必要のある
ゲーム機器には不向きである。また、偏心重りを具備す
る従来の振動発生装置では、ある程度大きな振動力は得
られるものの、振動に変化を与える場合、モータの電圧
レベルを制御して、モータの回転数を変化させて振動を
変化させるため、この振動の変化が単調になってしま
い、シーンに応じて瞬時に振動を様々な状態に変化させ
ることが要求されるゲーム機器に好適に対応することが
できない。例えば、１Ｈｚ程度の振動や１ショットの振
動を発生させることは困難である。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、ある程度大きな振動を発生させることが可能に
なる他、瞬時に振動を様々な状態に変化させ得る振動発
生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、鉄芯及びこの鉄芯の外周に設けられたコイ
ルを有し、このコイル両端には周波数に応じて極性が変
化する電圧が印加される磁性体と、磁石を有し、この磁
石を前記鉄芯の端部と軸との間に介在させて前記軸回り
に回動可能に保持する振動体とを備えたものである（請
求項１）。

【０００７】この構成では、正負の極性のうち、一方の
極性の電圧がコイルの両端に印加されたすると、鉄芯
は、Ｎ極及びＳ極のうちのいずれか一方の磁性を帯び、
コイルの外周側は、他方の磁性を帯びるようになる。こ
れに対して、他方の極性の電圧がコイルの両端に印加さ
れたすると、鉄芯は他方の磁性を帯び、コイルの外周側
は、一方の磁性を帯びるようになる。このように、鉄芯
が帯びる磁極とコイルの外周側が帯びる磁極は、それぞ
れ互いに異なるとともに、コイルの両端に印加される電
圧の極性変化に応じて変化するようになる。これによ
り、振動体の磁石が回動して振動体の重心位置が回動す
るようになり、ある程度大きな振動が発生するようにな
る。

【０００８】また、コイルの両端に印加される電圧の周
波数が変化すると、磁石の回動状態が変化して振動状態
が変化するようになる。これにより、電圧の周波数を変
えるだけで、瞬時に振動が様々な状態に変化するように
なる。さらに、１Ｈｚ程度の振動や１ショットの振動を
発生させることが可能になり、例えば、シーンに応じて
瞬時に振動を様々な状態に変化させることが要求される
ゲーム機器のコントローラに好適なものとなる。

【０００９】また、前記電圧の周波数は可変であっても
よい（請求項２）。この構成によれば、電圧の周波数を
変えるだけで、瞬時に振動を様々な状態に変化させるこ
とが可能になる。また、前記磁性体及び振動体を内部に
収納するケースを備え、回動時の前記振動体は、前記ケ
ースの内壁に衝突するものでもよい（請求項３）。この
構成によれば、磁石がケースの内壁に衝突することで振
動が好適に増幅されるようになって、より大きな振動が
発生するようになる。

【００１０】さらに、前記振動体とこの振動体が衝突す
る前記内壁との間には、消音用部材が設けられているも
のでもよい（請求項４）。この構成によれば、不要な音
が消音乃至小さくなり、振動が好適に発生するようにな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態に
係る振動発生装置の断面図、図２は、本振動発生装置の
磁性体及び振動体を示す斜視図で、以下これらの図を用
いて第１実施形態について説明する。本振動発生装置１
０は、図１に示すように、磁性体１１、振動体１２及び
これらを内部に収納するケース１３により構成されてい
る。

【００１２】磁性体１１は、図１及び図２に示すよう
に、磁極片１１１、コイルボビン１１４及びコイル１１
７を備え、このコイル１１７の両端のリード線１１８
（図２では１方のみが示され、他方はコイルボビン１１
４に隠れている。）には、周波数に応じて極性が変化す
る電圧が印加されるようになっている。磁極片１１１
は、中央に板状の鉄芯部（鉄芯）１１２を、そして上下
端の各々に鉄芯部１１２よりも幅広の板状の継鉄部１１
３を有するＥ字状に形成されている。

【００１３】コイルボビン１１４は、樹脂等により形成
され、鉄芯部１１２挿入用の孔を有する筒体部１１５と
この筒体部１１５の左右端の各々に形成されたフランジ
部１１６を有している。これらフランジ部１１６間の筒
体部１１５にコイル１１７が巻回され、コイルボビン１
１４の孔に鉄芯部１１２を挿入することで、コイル１１
７を鉄芯部１１２の外周に設けるようにしている。

【００１４】ここで、コイル１１７の両端に上記電圧が
印加された場合の磁性体１１の動作について説明する。
正負の極性のうち、一方の極性の電圧がコイル１１７の
両端に印加されたすると、鉄芯部１１２は、Ｎ極及びＳ
極のうちのいずれか一方の磁性を帯び、各継鉄部１１３
は、他方の磁性を帯びるようになる。

【００１５】これに対して、他方の極性の電圧がコイル
１１７の両端に印加されたすると、鉄芯部１１２は他方
の磁性を帯び、各継鉄部１１３は一方の磁性を帯びるよ
うになる。このように、鉄芯部１１２が帯びる磁極と各
継鉄部１１３が帯びる磁極は、それぞれ互いに異なると
ともに、コイル１１７の両端に印加される電圧の極性変
化に応じて変化するようになっている。

【００１６】振動体１２は、保持枠１２１、一対の鉄板
１２３及び磁石１２４により構成され、鉄芯部１１２及
び各継鉄部１１３の磁極変化に応じて振動を発生させる
ものである。保持枠１２１は、図２に示すように、角状
に形成され、前後面の各々には前後方向の軸Ａを有する
凸状の軸部（軸）１２２が形成されており、一対の板状
の鉄板１２３と、これら一対の鉄板１２３で上下面が挟
まれた角状の磁石１２４とを右面上に保持するものであ
る。

【００１７】また、保持枠１２１は、上側をＮ極に下側
をＳ極にして磁石１２４を保持するので、上側の鉄板１
２３は常にＮ極の磁性を帯び、下側の鉄板１２３は常に
Ｓ極の磁性を帯びるようになっている。各軸部１２２
は、ケース１３の内壁に形成された図略の係合穴に嵌入
されて支持され、これにより、図１に示すように、保持
枠１２１に保持された磁石１２４は、鉄芯部１１２の左
端と保持枠１２１（両軸部１２２）との間に介在して軸
部１２２回りに回動可能となる。

【００１８】また、振動体１２は、回動時、ケース１３
の内壁に衝突するため、この衝突時の発生音を消音乃至
小さくするためのパッド（消音用部材）１４が上下に取
り付けられている。このパッド１４は、例えば、衝撃を
極力吸収せずに発生音を消音乃至小さくするようにゴム
乃至樹脂等で形成される。図３は、本振動発生装置の動
作説明図で、この図を用いて第１実施形態の動作につい
て説明する。

【００１９】まず、時計回りの回動動作について説明す
る。上側のパッド１４がケース１３の内壁上部に当接し
ている場合に、図３（ａ）に示すように、鉄芯部１１２
の左端がＮ極の磁性を帯び、各継鉄部１１３の左端がＳ
極の磁性を帯びたとすると、Ｎ極の鉄板１２３の右端が
上側の継鉄部１１３の左端に引き寄せられるとともにＳ
極の鉄板１２３の右端が鉄芯部１１２の左端に引き寄せ
られる。

【００２０】次いで、コイル１１７の両端に印加されて
いる電圧の極性が変化すると、図３（ｂ）に示すよう
に、鉄芯部１１２の左端がＳ極の磁性を帯び、各継鉄部
１１３の左端がＮ極の磁性を帯びる。これにより、Ｎ極
の鉄板１２３の右端が上側の継鉄部１１３の左端と反発
するとともにＳ極の鉄板１２３の右端が鉄芯部１１２の
左端と反発する一方、Ｎ極の鉄板１２３の右端が鉄芯部
１１２の左端に引き寄せられるとともにＳ極の鉄板１２
３の右端が下側の継鉄部１１３の左端に引き寄せられる
ので、磁石１２４は、図３（ｃ）に示す位置に向かって
軸１２２の時計回りに回動する。

【００２１】この後、磁石１２４が図３（ｃ）に示す位
置に到達すると、Ｎ極の鉄板１２３の右端は、鉄芯部１
１２の左端に引き寄せられ、Ｓ極の鉄板１２３の右端
は、下側の継鉄部１１３の左端に引き寄せられる。この
ように、磁石１２４は時計回りに回動する。次に、反時
計回りの回動動作について説明する。上記時計回りの回
動動作に次いで、コイル１１７の両端に印加されている
電圧の極性が変化すると、図３（ｄ）に示すように、鉄
芯部１１２の左端がＮ極の磁性を帯び、各継鉄部１１３
の左端がＳ極の磁性を帯びる。これにより、Ｎ極の鉄板
１２３の右端が鉄芯部１１２の左端と反発するとともに
Ｓ極の鉄板１２３の右端が下側の継鉄部１１３の左端と
反発する一方、Ｎ極の鉄板１２３の右端が上側の継鉄部
１１３の左端に引き寄せられるとともにＳ極の鉄板１２
３の右端が鉄芯部１１２の左端に引き寄せられるので、
磁石１２４は、図３（ａ）に示す位置に向かって軸１２
２の反時計回りに回動する。

【００２２】この後、磁石１２４が図３（ａ）に示す位
置に到達すると、Ｎ極の鉄板１２３の右端は、上側の継
鉄部１１３の左端に引き寄せられ、Ｓ極の鉄板１２３の
右端は、鉄芯部１１２の左端に引き寄せられる。このよ
うに、磁石１２４は反時計回りに回動する。以上、第１
実施形態によれば、鉄芯部１１２及び各継鉄部１１３の
磁極変化に応じて、振動体１２の磁石１２４が回動して
振動体１２の重心位置が回動するので、ある程度大きな
振動を発生させることが可能になる。

【００２３】また、コイル１１７の両端に印加される電
圧の周波数が変化すると、磁石１２４の回動状態が変化
して振動状態が変化するので、電圧の周波数を変えるだ
けで瞬時に振動を様々な状態に変化させることが可能に
なる。また、時計回り乃至反時計回りのみの回動が可能
であるので、１Ｈｚ程度の振動や１ショットの振動を発
生させることが可能になる。この結果、振動発生装置１
０は、シーンに応じて瞬時に振動を様々な状態に変化さ
せることが要求されるゲーム機器のコントローラ等に好
適なものとなる。

【００２４】また、磁石１２４がケース１３の内壁に衝
突することで振動が好適に増幅されるので、より大きな
振動を発生させることが可能になる。さらに、パッド１
４が使用され、不要な音が消音乃至小さくなるので、振
動を好適に発生させることが可能になる。なお、振動力
を強めるために、磁石自体を重くしてもよく、或いは振
動体１２に別の重りを取り付けるようにしてもよい。

【００２５】図４は、本発明の第２実施形態に係る振動
発生装置の断面図、図５は、本振動発生装置の磁性体及
び振動体を示す斜視図で、以下これらの図を用いて第２
実施形態について説明する。本振動発生装置２０は、図
４に示すように第１実施形態と同様、磁性体１１、ケー
ス１３及び一組のパッド１４を有する他、第１実施形態
の振動体１２とは異なる振動体２２を有している。

【００２６】そこで、第１実施形態と異なる振動体２２
について説明すると、この振動体２２は、保持枠２２１
及び磁石２２４により構成され、鉄芯部１１２及び各継
鉄部１１３の磁極変化に応じて振動を発生させるもので
ある。保持枠２２１は、図５に示すように、角状に形成
され、前後面の各々には第１実施形態と同様の軸部１２
２が形成されている他、右面上には磁石２２４を保持す
るための一対の保持突片２２３（図５では一方のみが示
され、他方は磁石２２４で隠れている。）が形成されて
いる。これにより、図４に示すように、保持枠２２１に
保持された磁石２２４は、鉄芯部１１２の左端と保持枠
２２１（両軸部１２２）との間に介在して軸部１２２回
りに回動可能となる。

【００２７】また、保持枠２２１は、一対の保持突片２
２３が右側をＮ極にし左側をＳ極にして磁石２２４を保
持するので、振動体２２の右側は常にＮ極の磁性を帯び
るようになっている。なお、第２実施形態では、コイル
１１７の両端に印加される電圧の極性が変化する時点
は、磁石２２４の回動がスムーズになるように電圧波形
が調整されている。これについては後述する。

【００２８】図６は、本振動発生装置の動作説明図で、
この図を用いて第１実施形態の動作について説明する。
まず、時計回りの回動動作について説明する。上側のパ
ッド１４がケース１３の内壁上部に当接している場合
に、図６（ａ）に示すように、鉄芯部１１２の左端がＮ
極の磁性を帯び、各継鉄部１１３の左端がＳ極の磁性を
帯びたとすると、磁石２２４の右側は、鉄芯部１１２の
左端と反発する一方、上側の継鉄部１１３の左端に引き
寄せられる。

【００２９】次いで、コイル１１７の両端に印加されて
いる電圧の極性が変化すると、図６（ｂ）に示すよう
に、鉄芯部１１２の左端がＳ極の磁性を帯び、各継鉄部
１１３の左端がＮ極の磁性を帯びる。これにより、磁石
２２４の右側は、上側の継鉄部１１３の左端と反発する
一方、鉄芯部１１２の左端に引き寄せられるので、磁石
２２４は、図６（ｃ）に示す位置に向かって軸１２２の
時計回りに回動する。

【００３０】この後、磁石２２４が図６（ｃ）に示す位
置に到達すると、コイル１１７の両端に印加されている
電圧の極性が変化して、図６（ｄ）に示すように、鉄芯
部１１２の左端がＮ極の磁性を帯び、各継鉄部１１３の
左端がＳ極の磁性を帯びる。これにより、磁石２２４の
右側は、鉄芯部１１２の左端と反発する一方、各継鉄部
１１３の左端に引き寄せられ、加えて時計回りの慣性力
が作用するので、磁石２２４は、図６（ｅ）に示す位置
に向かって軸１２２の時計回りに回動する。

【００３１】磁石２２４が図６（ｅ）に示す位置に到達
すると、磁石２２４の右側は、鉄芯部１１２の左端と反
発する一方、下側の継鉄部１１３の左端に引き寄せられ
る。このように、磁石２２４が図６（ｃ）に示す位置に
到達すると、コイル１１７の両端に印加されている電圧
の極性が変化するようにしているので、磁石２２４は、
図６（ａ）に示す位置から図６（ｅ）に示す位置までス
ムーズに回動することになる。

【００３２】次に、反時計回りの回動動作について説明
する。上記時計回りの回動動作に次いで、コイル１１７
の両端に印加されている電圧の極性が変化すると、鉄芯
部１１２の左端がＳ極の磁性を帯び、各継鉄部１１３の
左端がＮ極の磁性を帯びる。これにより、磁石２２４の
右側は、下側の継鉄部１１３の左端と反発する一方、鉄
芯部１１２の左端に引き寄せられるので、磁石２２４
は、図６（ｃ）に示す位置に向かって軸１２２の反時計
回りに回動する。

【００３３】この後、磁石２２４が図６（ｃ）に示す位
置に到達すると、コイル１１７の両端に印加されている
電圧の極性が変化して、鉄芯部１１２の左端がＮ極の磁
性を帯び、各継鉄部１１３の左端がＳ極の磁性を帯び
る。これにより、磁石２２４の右側は、鉄芯部１１２の
左端と反発する一方、各継鉄部１１３の左端に引き寄せ
られ、加えて反時計回りの慣性力が作用するので、磁石
２２４は、図６（ａ）に示す位置に向かって軸１２２の
反時計回りに回動する。

【００３４】磁石２２４が図６（ａ）に示す位置に到達
すると、磁石２２４の右側は、鉄芯部１１２の左端と反
発する一方、上側の継鉄部１１３の左端に引き寄せられ
る。このように、時計回りの回動動作と同様に、磁石２
２４が図６（ｃ）に示す位置に到達すると、コイル１１
７の両端に印加されている電圧の極性が変化するように
しているので、磁石２２４は、図６（ｅ）に示す位置か
ら図６（ａ）に示す位置までスムーズに回動することに
なる。

【００３５】以上、第２実施形態によれば、第１実施形
態と同様の効果を有する振動発生装置を得ることが可能
である。なお、上記第１及び第２実施形態では、磁石回
動用の一対の軸部は、保持枠に形成される構造になって
いるが、これに限らず、ケース内壁に形成される構造で
もよい。この場合、ケース内壁に形成される両軸部用
に、これらに対応する保持枠の位置に穴乃至貫通孔を形
成すればよい。或いは、これらに限らず、磁石回動用の
軸として、一本の軸を使用し、保持枠に貫通孔を穿設
し、この貫通孔にその一本の軸を挿通する構造でもよ
い。要するに、磁石が図２に示した軸Ａ回りに回動可能
な構造であればよい。

【００３６】また、上記第１及び第２実施形態では、パ
ッドは、振動体側に設けられているが、ケース内壁側に
設けられる構造でもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、ある程度大きな振動を発生させ
ることが可能になる他、瞬時に振動を様々な状態に変化
させることが可能になる。請求項２記載の発明によれ
ば、瞬時に振動を様々な状態に変化させることが可能に
なる。

【００３８】請求項３記載の発明によれば、より大きな
振動を発生させることができる。請求項４記載の発明に
よれば、振動を好適に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る振動発生装置の断
面図である。

【図２】本振動発生装置の磁性体及び振動体を示す斜視
図である。

【図３】本振動発生装置の動作説明図である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る振動発生装置の断
面図である。

【図５】本振動発生装置の磁性体及び振動体を示す斜視
図である。

【図６】本振動発生装置の動作説明図である。

【符号の説明】

１０，２０ 振動発生装置 １１ 磁性体 １２ 振動体 １３ ケース １４ パッド １１１ 磁極片 １１２ 鉄芯部 １１３ 継鉄部 １１４ コイルボビン １１７ コイル １２１，２２１ 保持枠 １２２ 軸部 １２３ 鉄板 １２４，２２４ 磁石

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄芯及びこの鉄芯の外周に設けられたコ
   イルを有し、このコイル両端には周波数に応じて極性が
   変化する電圧が印加される磁性体と、 磁石を有し、この磁石を前記鉄芯の端部と軸との間に介
   在させて前記軸回りに回動可能に保持する振動体とを備
   えたことを特徴とする振動発生装置。
2. 【請求項２】 前記電圧の周波数は可変であることを特
   徴とする請求項１記載の振動発生装置。
3. 【請求項３】 前記磁性体及び振動体を内部に収納する
   ケースを備え、回動時の前記振動体は、前記ケースの内
   壁に衝突することを特徴とする請求項１又は２記載の振
   動発生装置。
4. 【請求項４】 前記振動体とこの振動体が衝突する前記
   内壁との間には、消音用部材が設けられていることを特
   徴とする請求項３記載の振動発生装置。