CN1133920C - 振动发生装置及采用该装置的游戏机用输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的振动发生装置及采用该装置的游戏机输入装置，可减少零部件数目，实现小型化、轻量化，降低制造成本，减少零部件种类，提高控制器的操作性，容易实现多功能化。本发明的输入装置(控制器)，可把信号输入到计算机的游戏机中，且具有对该输入装置赋予振动的振动发生机构(振动发生装置)，该振动发生机构可与振动数对应地设定其振动状态。

Description

振动发生装置及采用该装置的游戏机用输入装置
技术领域
本发明涉及游戏机用输入装置及用于该输入装置的振动发生装置，该游戏机用输入装置，游戏者通过操作键、操作按钮或操作杆等操作部件，在计算机的游戏机画面上，就可以进行有身临其境感觉的游戏。
背景技术
近年来，开发出许多可预先存储在计算机内或者游戏时输入的游戏软件，与此相应地，采用计算机的游戏机(以下仅称为游戏机)也急速地普及，该游戏机，游戏者通过操作键、操作按钮、操作杆等各种操作部件，可以在显示画面上进行游戏。该游戏机中采用的软件，有滚动显示形式、速度竞技形式、射击形式、格斗·对话形式、创作·教育形式等各种软件。
例如，把软件预先存储在通常广泛使用的计算机内或游戏时输入计算机，将该计算机作为游戏机使用时，是将键盘和鼠标作为输入装置。但多数情况下，是采用游戏专用的游戏机，因此，游戏者操作的输入装置，是从游戏机中分离出来的游戏专用控制器、控制杆等输入装置。
该输入装置，是所谓有多面开关的控制器，在略长方体状(或其变形体)的盒体上面，设有十字键、键头、选择键等，在前面的右侧和左侧，分别设有一个或两个以上的按钮键。而且在盒体的上面侧内面配置着印刷基板，该印刷基板上设有与十字键、键头、选择键等连接的接点电路。在前面侧的内面也配置着印刷基板，该基板上设有分别与按钮键连接的接点电路。这些印刷基板电气连接着，并通过连接器使电缆与游戏机连接。另外，也可以不采用电缆，而通过无线与游戏机连接。
操作该控制器时，用左右手的手掌握住盒体两侧，把右手拇指放在十字键(或键头)上，把左手拇指放在键头(或十字键)上，把左右食指和中指分别放在按钮键上，随着游戏的进行，使各手指相应地操作各种键，这样，就可进行在画面上显示的游戏。
在上述那样的控制器中，为了提高操作中游戏的临场感、使用感等，实现了多功能化。例如，在盒体内装备振子(振动发生装置)，使控制器振动，对操作者的触感赋予刺激。
多数情况下，是把振动数低而振幅大的振动与振动数高而振幅小的振动这样两种振动组合，让控制器振动，从而提高使用感。
这样，例如为了得到两种以上的振动，要在盒体内部，在左右分别设置一个以上的振动用马达。
在这些马达上，分别设置对各旋转轴具有不同惯性矩的偏心配重，使各旋转轴以不同的旋转速度旋转，从而产生不同种类的振动。
但是，在上述设有的两个以上马达的构造中，对于各个马达，需要有基板的配线、把马达的振动传递给盒体并把马达固定在盒体上的固定部件等，因此零部件数目多，并且组装成本高，所以，不利于降低成本。
另外，两个以上的马达，为了产生不同的振动状态，其规格就要不同，因此，偏心配重的规格也就不同，这样，增加了零件种类，不利于降低成本。
另外，上述构造中，需要收容各马达的空间，这些马达和偏心配重的重量，占控制器重量相当大的比例，不利于控制器的小型化、轻量化，可能会降低控制器的操作性。
另外，在控制器中设置其它功能，使其成为多功能化的同时，该马达收容空间占控制器容积的比例也会变得相当大，所以其实施困难。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的有以下几点。
a减少零部件数目。
b实现控制器的小型化和轻量化。
c实现振动发生装置的小型化和轻量化。
d降低制造成本。
e减少零件种类。
f容易实施多功能化。
g提高控制器的操作性。
为实现上述目的，本发明提供一种振动发生装置(上述振动发生机构)，包括被旋转驱动的旋转驱动轴和安装在该旋转驱动轴上的偏心配重，该偏心配重可根据该旋转驱动轴的旋转速度(振动数)设定偏心状态。上述偏心配重具有固定配重和移动配重，固定配重以偏心状态固定安装在旋转驱动轴上，移动配重与所述旋转速度的增减相对应，其偏心位置从旋转中心向半径方向外侧和内侧移动。上述移动配重在与固定配重的偏心方向相反的方向上，与弹簧部件的前端连接，在该弹簧部件从旋转中心向外侧、与所述旋转轴成角度地突出的同时与上述旋转轴的角度也随之而变。
根据本发明的振动发生装置(振动发生机构)，当驱动旋转驱动轴时，由于固定配重偏心着，所以可产生振动，同时，当增加旋转驱动轴的旋转速度(振动数)时，作用在移动配重上的离心力可使弹簧部件变形，移动配重从旋转中心向半径方向外侧移动，从而使固定配重和移动配重的偏心状态抵消，产生振幅小的振动。这样，与振动数相应地可产生两种以上的振动状态，可实现振动发生装置的多功能化、小型化、轻量化，提高操作性，降低制造成本。另外，不必与各振动状态对应地设置各种振动发生机构，所以可减少零部件数目，可实现控制器(输入装置)的小型化和轻量化。把其它功能的构造收容在控制器的空间内，可容易实现多功能化，提高控制器的操作性，减少零部件种类，降低制造成本。
本发明还提供一种游戏机用输入装置，可把信号输入到采用计算机的游戏机内，该输入装置包括向其赋予振动的振动发生装置，该振动发生装置具有被旋转驱动的旋转驱动轴和安装在该旋转驱动轴上的偏心配重，该偏心配重可根据该旋转驱动轴的旋转速度设定偏心状态；所述偏心配重具有固定配重和移动配重，固定配重以偏心状态固定安装在旋转驱动轴上，移动配重与所述旋转速度的增减相对应，其偏心位置从旋转中心向半径方向外侧和内侧移动。
根据本发明，由于具有与振动数相应地设定振动状态的振动发生装置，所以，可与振动数相应地产生两种以上的振动状态。因此，不必设置与各振动状态对应的其它振动发生机构，从而减少了零部件数目，实现控制器(输入装置)的小型化、轻量化。由于把其它功能用的构造收容在控制器的空间内，所以很容易实现多功能化，提高控制器的操作性。
附图说明
图1是表示本发明游戏机用输入装置一实施例的立体图。
图2是表示本发明游戏机用输入装置和振动发生装置一实施例的分解立体图。
图3是表示本发明振动发生装置(振动发生机构)一实施例中的振动发生机构的立体图。
图4是表示本发明振动发生装置(振动发生机构)一实施例中的振动发生机构的立体图。
具体实施方式
图1和图2中，标记1是构成控制器框体部分上侧的上盒体(第1盒体部件)，2是构成框体部分下侧的下盒体(第2盒体部件)，3是收容在由上盒体1和下盒体2构成的内部空间内的柔性基板(具有可挠性的膜片状基板)，4是把柔性基板3固定在上盒体1内面的板(固定部件)。
如图1所示，在上盒体1的上面，在其一端侧设有十字键(操作子)11，在另一端侧设有由4种键构成的键头(操作子)12、在中央部设有选择键(操作子)13。在上面的背面侧(操作者侧)端部形成孔14、14，该孔14、14供后述操作杆22、22穿过并使其头部伸出。在该盒体1的两侧部且孔14、14的外方，分别形成向背面侧突出的半圆状部件15、15。在上面的前面侧(操作者的相反侧)的两端部，形成向前方突出的横断面为コ字形的突部16、16。
如图2所示，在下盒体2内，安装着印刷基板21，在该印刷基板21上配置着操作杆22、22，并且连接着从该印刷基板21取出信号的电缆23。在该印刷基板21的前面侧端部，设有连接器24。在操作杆22、22的两侧，分别形成朝背面侧突出的半圆状部件25、25，该半圆装部件25、25与上述部件15、15连接时，构成中空的收容部S。在下盒体2的前面侧两端部，形成与上述突部16、16连接的突部26、26，在突部26、26上分别安装着按钮键27、27。
在一方的半圆状部件25上，在收容部S的内部位置处，收容着振动马达M，借助配点等与印刷基板21连接。在部件25的底面设有马达座28，振动马达M收容固定在该马达座28内。
另外，也可以通过整体成形，把马达座28与半圆状部件25成形为一体。
马达M构成振动发生机构(振动发生装置)，如图2至图4所示，该马达M具有被驱动旋转的旋转驱动轴M1和安装在该旋转驱动轴M1上的偏心配重W，该偏心配重W可根据旋转驱动轴M1的转数(振动数)设定偏心状态。
如图3和图4所示，该偏心配重W具有固定配重W1和移动配重W2。固定配重W1以偏心状态固定安装在旋转驱动轴M1上。移动配重W2随着上述振动数的增加，其偏心位置可从旋转中心向半径方向外侧移动，并且随着振动数的减少，其偏心位置也可从旋转中心向半径方向内侧移动。
如图3和图4所示，固定配重W1是把略半圆状的若干块铁板连接起来而构成的，旋转驱动轴M1位于其圆弧的中心位置，并且，与旋转驱动轴M1直交的平面平行地固定，其重心设置在旋转驱动轴M1的外侧位置。
如图3和图4所示，移动配重W2在与固定配重W1的偏心方向相反的方向上，与弹簧部件W3的前端连接，弹簧部件W3从旋转中心向外侧、与旋转轴M1成角度地突出并与此同时，该弹簧部件W3与旋转轴M1的角度可随其弹性变形而变。该移动配重W2的偏心状态是，在旋转驱动轴M1不旋转时，其重心位置与旋转驱动轴M1的距离，小于固定配重W1的重心位置与旋转驱动轴M1的距离，并且，移动配重W2的重量小于固定配重W1的重量。即，移动配重W2的偏心状态是相对于旋转驱动轴M1的惯性矩移动配重W2比固定配重W1小。
弹簧部件W3是弹簧，其强度和宽度厚度等形状尺寸这样设定：旋转驱动轴M1在旋转时，固定配重W1的圆周方向基本不变形，借助作用在移动配重W2上的离心力，使旋转驱动轴M 1沿着包含固定配重W1重心的平面变形。
本实施例的振动发生机构(振动发生装置)中，在使马达M的旋转驱动轴M1以低振动数(旋转速度)旋转驱动时，如图3所示，移动配重W2，与旋转驱动轴M1不旋转状态时一样，相对于旋转驱动轴M1的位置不会发生变化。这里，由于固定配重W1是偏心的，虽然产生振动，但是固定配重W1的重心位置与旋转驱动轴M1的距离，小于移动配重W2的重心位置与旋转驱动轴M1的距离，因此，偏心配重W整体的重心偏心位置大。从而产生振幅大的振动，这样，通过马达座28可以使控制器以低振动数大振幅振动。该振动传给进行游戏的操作者，刺激其触感，可提高游戏临场感等使用感。
并且，在增加旋转驱动轴M1的旋转速度(振动数)时，作用在移动配重W2上的离心力增大，如图4中箭头R所示，该离心力使弹簧部件W3弹性变形，移动配重W2从旋转中心即旋转驱动轴M1向半径方向外侧移动。于是，固定配重W1与移动配重W2的偏心状态抵消，偏心配重W整体的重心偏心位置变小，从而产生振幅小的振动。这样，通过马达座28可以使控制器以高振动数小振幅振动。该振动传给进行游戏的操作者，刺激其触感，可提高游戏临场感等使用感。
减少旋转驱动轴M1的旋转速度(振动数)时，如图3所示，随着作用在移动配重W2上的离心力减小，弹簧部件W3也将产生弹性变形，移动配重W2从旋转中心即旋转驱动轴M1朝半径方向内侧移动，可以使控制器以低振动数大振幅振动。
如上所述，用一个马达M，与振动数相应地可产生两种以上的振动状态，将这些振动传递给游戏者，可赋予触感两种以上的刺激，从而提高游戏临场感等使用感。另外，也可实现振动发生装置的多功能化、小型化、轻量化，提高操作性，减少制造成本。同时，不必设置与各振动状态对应的其它振动发生机构，可减少零部件数目，实现控制器(输入装置)的小型化和轻量化。在收容部S等控制器的空间内，收容其它功能的构造，可容易实现多功能化，提高控制器的操作性，减少零部件种类，更加降低制造成本。
柔性基板3上形成预定的配线电路，如图2所示，在基板本体31的上面盒体1的十字键、键头12、选择键13的对应位置上，形成接点电路32、32...，这些接点电路32、32...与这些键11～13的动作对应地进行入/切操作。该基板本体31的前面侧略中央部，作为向前方延伸并与上述连接器24连接的带状配线33，与上述突部16、16对应的两端部向前方延伸，作为带状接点34、34。在该带状接点34上载置着具有两个接点的橡胶接点36，该橡胶接点36与带状接点34一起嵌合固定在支承部件37内，按钮键27嵌入支承部件37，与橡胶接点36的基板本体31侧的接点连接，按钮键27可进行ON/OFF操作。
带状配线33插入设在板4前面侧端部的防静电用壁部41的缝隙中，并垂直地支承着，其前端部插入下盒体2的连接器24而实现电气连接。该壁部41位于上盒体1和下盒体2的连接部处，可以阻止从外部侵入的静电，使带状配线33不受静电影响。
基板本体31和板4上形成孔43，设在上盒体1上的定位用销(突部)42、42...穿过该孔43。
组装该控制器时，先把印刷基板21嵌入下盒体2内的预定位置，把电缆23抽出到外面，同时把马达M收容在马达座28内。
接着，把橡胶接点36载置在柔性基板3的带状接点34上，将支承部件37嵌入，把按钮键27嵌入该支承部件37中。然后，将突片35插入支承部件37的下侧，将带状配线33插入支承板41的缝隙内，使板4与基板本体31密接，使带状配线33突出。然后，使上盒体1定位用的销42、42...穿过基板本体31和板4的孔43，用板4把柔性基板3压在上盒体1的内面，把上盒体1在收容着柔性基板3和板4的状态下嵌入盒体2而实现一体化，这样便组装成了控制器。
在该控制器中，通过分别使十字键11、键头12、选择键13和按钮键27、27...做动作，可使各动作对应的信号从柔性基板3通过带状配线33、印刷基板21、电缆23输入到计算机游戏机，同时，根据来自计算机游戏机的信号等，控制马达M的旋转，设定振动状态。
如上所述，根据本实施例的控制器(输入装置)，由于有上述构造，通过马达座28使控制器以低振动数大振幅振动或者以高振动数小振幅振动，这些振动可传递给进行游戏的操作者，从而刺激其触感，可提高游戏临场感等使用感。
另外，由于只用一个马达M，所以与已往相比，可减少与印刷基板21电气连接的部位，可提高可靠性。
如上所述，用一个马达M，可产生与振动数对应的两种以上振动状态，这样，不必设置与各振动状态对应的其它振动发生装置，可减少零部件数目，实现控制器(输入装置)的小型化、轻量化。另外，把其它功能用构造收容在收容部S等控制器内部空间内，可容易实现多功能化，可提高控制器的操作性，可减少零部件种类，降低制造成本。
另外，上述移动配重W2和弹簧部件W3，只要是相对于旋转驱动轴M1的惯性矩，就可以与旋转驱动轴M1的旋转速度相应变化。移动配重W2和弹簧部件W3相对于固定配重W1重心位置的安装状态、移动配重W2和固定配重W1的重量关系、以及移动配重W2和固定配重W1和弹簧部件W3的个数、形状等，都可适当选择。
本发明振动发生装置和采用该装置的游戏机用输入装置，具有以下效果。
(1)具有对控制器赋予振动的振动发生机构，该振动发生机构可对应于振动数设定其振动状态，由于具有能对应于振动数地设定其振动状态的振动发生机构，所以能与振动数对应地产生两种以上的振动状态。这样，不必设置与各振动状态对应的其它振动发生机构，从而减少零部件数目，实现控制器(输入装置)的小型化和轻量化。将其它功能用的构造收容在控制器的空间内，可容易实现多功能化，可提高控制器的操作性。
(2)振动发生装置(上述振动发生机构)具有被旋转驱动的旋转驱动轴和安装在该旋转驱动轴上的偏心配重，该偏心配重根据旋转驱动轴的旋转速度(振动数)可设定偏心状态。该偏心配重具有固定配重和移动配重，固定配重以偏心状态固定安装在旋转驱动轴上；移动配重随着所述振动数的增减，其偏心位置从旋转中心向半径外侧和内侧移动。该移动配重在与固定配重的偏心方向相反的方向上与弹簧部件的前端连接，该弹簧部件从旋转中心向外侧、在与旋转轴成角度突出的同时，该弹簧部件与旋转轴的角度也可改变，从而使构造更为简单，当驱动旋转驱动轴时，由于固定配重偏心，所以可产生振动，并且，当增加旋转驱动轴的旋转速度(振动数)时，作用在移动配重上的离心力可使弹簧部件弹性变形，移动配重从旋转中心向半径方向外侧移动，固定配重和移动配重的偏心状态相互抵消，从而产生振幅小的振动。这样，与振动数相应地可产生两种以上的振动状态，实现振动发生装置的多功能化、小型化和轻量化。可提高操作性和降低制造成本。另外，不必设置与各振动状态对应的各振动发生机构，所以可减少零部件数目，实现控制器(输入装置)的小型化、轻量化同时也可把其它功能用构造收容在控制器的空间内，可容易实现多功能化，提高控制器的操作性，减少零部件种类，更可降低制造成本。

Claims (3)

1.振动发生装置，具有被旋转驱动的旋转驱动轴和安装在该旋转驱动轴上的偏心配重，该偏心配重可根据该旋转驱动轴的旋转速度设定偏心状态；其特征在于，所述偏心配重具有固定配重和移动配重，固定配重以偏心状态固定安装在旋转驱动轴上，移动配重与所述旋转速度的增减相对应，其偏心位置从旋转中心向半径方向外侧和内侧移动。
2.如权利要求1所述的振动发生装置，其特征在于，所述移动配重与弹簧部件的前端连接，该弹簧部件从旋转中心向外侧突出的同时，改变与所述旋转轴的角度。
3.游戏机用输入装置，可把信号输入到采用计算机的游戏机内，该输入装置包括向其赋予振动的振动发生装置，该振动发生装置具有被旋转驱动的旋转驱动轴和安装在该旋转驱动轴上的偏心配重，该偏心配重可根据该旋转驱动轴的旋转速度设定偏心状态；其特征在于，所述偏心配重具有固定配重和移动配重，固定配重以偏心状态固定安装在旋转驱动轴上，移动配重与所述旋转速度的增减相对应，其偏心位置从旋转中心向半径方向外侧和内侧移动。
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