JP2003080168A - 振動発生装置及び前記装置を搭載した電子機器 - Google Patents

振動発生装置及び前記装置を搭載した電子機器

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JP2003080168A
JP2003080168A JP2001273801A JP2001273801A JP2003080168A JP 2003080168 A JP2003080168 A JP 2003080168A JP 2001273801 A JP2001273801 A JP 2001273801A JP 2001273801 A JP2001273801 A JP 2001273801A JP 2003080168 A JP2003080168 A JP 2003080168A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の機器にも搭載することができ、多彩な
振動を発生させることができる振動発生装置を提供す
る。 【解決手段】 ケース1内にステッピングモータ2が設
けられ、前記ステッピングモータ2の回転軸6が、ケー
ス1に固定された弾性部材4の先端で付勢されている。
前記ステッピングモータ2に駆動パルスを与えて制御す
ることで、ステップ駆動による衝撃や衝撃に基づく減衰
振動が得られ、この衝撃または振動によりケース1を振
動させることができる。ステッピングモータ2を使用す
ると回転の制御が容易であり、振動の周波数や振幅を変
化させることで多彩な振動をケース1に与えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば各種携帯端
末などに搭載されてケース全体に振動を発生させること
ができる振動発生装置及び前記装置を搭載した電子機器
に関する。
【0002】
【従来の技術】据え置き型のテレビゲームなどに使用さ
れるゲームコントローラには、コントローラを構成する
ケース内に振動を発生させる振動発生装置が設けられて
いる。
【0003】この種の振動発生装置は、ブラシ付きのD
Cモータやコアレスモータが使用され、これらモータの
回転軸に錘(分銅)が偏心した状態で取り付けられてい
る。錘を連続回転させることで得られる遠心力によって
モータを振動させ、ケース全体を振動させている。例え
ば、ゲーム用のコントローラでは、ケース内に大小2種
類の振動発生装置を搭載して状況に応じて異なる大きさ
の振動を発生させているものがある。
【0004】また、その他の振動発生装置としてはソレ
ノイド方式のものがあり、これはコイルに電流を流すこ
とで生じる磁界により鉄製の芯材を軸方向に往復運動さ
せることで振動を発生させている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の振動発生装置では複数の振動を発生させること
ができるものの、めりはりのない単調な振動しか得るこ
とができない。このような振動発生装置では、ゲーム機
器などのしかも特定のゲーム機器にしか搭載することが
できず、適用範囲を広げることができない。またソレノ
イド方式の振動発生装置であっても振動が単調であり、
また大電流が必要で、しかもケースを小型化できない。
【0006】また、近年においては携帯可能なゲーム機
器やゲームソフトが組み込まれたものが普及する傾向に
あり、この種の端末にも上記の振動発生装置を搭載する
必要性が高まっている。しかし、携帯電話などの端末は
小型であるので、複数の振動発生装置を搭載することが
できず、単調な振動しか得ることができない。
【0007】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
であり、低消費電力で且つケースを小型にしても搭載で
き、しかも多彩な振動を発生させることができる振動発
生装置及び前記装置を搭載した電子機器を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ケース内に支
持されるステッピングモータと、前記ステッピングモー
タを回転駆動させる制御部とが設けられ、前記制御部に
よって、前記ステッピングの回転軸がステップ駆動さ
れ、このステップ駆動により前記ケースが振動させられ
ることを特徴とするものである。
【0009】この場合、前記回転軸と前記ケースとの間
を結ぶ弾性部材が設けられており、前記回転軸のステッ
プ駆動による振動が前記弾性部材を介して前記ケースに
伝達される構成にできる。
【0010】また、前記回転軸に、回転中心に対して質
量が偏って分布する錘が取り付けられていてもよい。ま
た前記ステッピングモータのロータが、回転中心に対し
て質量が偏って分布する形成であってもよい。
【0011】また、前記制御部では、前記ステッピング
モータへ与えられる駆動パルスが制御され、前記振動の
周波数が可変可能とされていてもよい。また前記制御部
では、前記ステッピングモータへ与えられる駆動パルス
が制御され、前記振動の振幅が可変可能とされていても
よい。
【0012】上記本発明では、ステッピングモータを用
いて回転させることで、ステップ駆動させたときに生じ
る衝撃や減衰振動によってケースに振動を与えることが
できる。またステッピングモータを使用すると、駆動パ
ルス(周波数)を制御するだけで回転軸の回転動作に様
々な変化を与えることができ、多彩な振動を得ることが
できる。また錘を設けたり、ロータの形状を変えること
で回転軸をより大きく偏心運動させることができ、ケー
スを振動させる規模も大きくできる。
【0013】また、本発明の電子機器は、前記振動発生
装置と、前記制御部に操作信号を与える操作部が設けら
れていることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の振動発生装置の一
例を示す斜視図である。この振動発生装置は、ゲーム機
器のコントローラや携帯電話などの端末に搭載してケー
ス全体を振動させることができるものである。
【0015】この振動発生装置10では、ケース1にス
テッピングモータ2が設けられている。図1では、ケー
ス1を簡略化した形状で示しているが、前記ケース1が
携帯電話等の携帯端末の外観を成すケース全体であって
もよい。
【0016】前記ステッピングモータ2は、パルス駆動
が可能であり、ひとつの駆動パルスに対して一定の角度
だけ回転するモータである。またステッピングモータ2
は、ゴム製の素材で形成された緩衝部材3を介してケー
ス1の上面1aに回転軸6が上方に突出した状態で固定
されている。前記緩衝部材3を設けることで、ステッピ
ングモータ2が駆動したときの高周波なノイズを除去す
ることができる。
【0017】前記ケース1には金属製の板ばねで形成さ
れた弾性部材4が設けられ、前記弾性部材4で前記ステ
ッピングモータ2の回転軸6が付勢されている。すなわ
ち、ケース1の上面1aから前記ステッピングモータ2
の設置位置から外れた位置に、軸方向に平行に延びる支
持板1bが形成され、前記支持板1bの側面に前記弾性
部材4が固定され、前記弾性部材4の先端で前記回転軸
6に対して軸方向に直交する側から付勢力が与えられて
いる。なお、前記支持板1bの側面には、位置決め突起
1cと取り付け穴が形成され、前記弾性部材4には位置
決め穴4aとねじ穴が形成されており、前記位置決め穴
4aが前記位置決め突起1cと勘合させられ、ねじ部材
がねじ穴に挿通され、取り付け穴に螺着されて前記弾性
部材4がケース1に固定されている。
【0018】前記振動発生装置10では、前記弾性部材
4が前記回転軸6を側方から常に付勢した状態にある。
前記ステッピングモータ2を駆動させて回転軸6をステ
ップ駆動させることで各ステップ毎に生じる衝撃または
衝撃に基づく減衰振動により、前記回転軸6が振動させ
られる。そして、前記衝撃や振動が前記弾性部材4を伝
わってケース1を振動させる。
【0019】前記振動発生装置10では、モータにステ
ッピングモータを使用しているので、駆動パルス(駆動
周波数)を変えるだけで回転動作を容易に変化させるこ
とができる。このように、駆動パルスを制御することで
モータ駆動時に発生する振動の周波数を変化させること
ができる。また振動の周波数だけでなく、振動の振幅を
変化させる制御を行ってもよく、ステップ毎の振幅を大
きくすることで、同じ動作量に対する振動の規模を拡大
できる。またステッピングモータを使用すると、始動や
停止に対する応答性に優れるので、振動にめりはりを与
えることができる。
【0020】なお、前記振動発生装置10では、ステッ
ピングモータ2として、例えば2相励磁方式のステッピ
ングモータを使用することができる。図3はステッピン
グモータの一例を示す断面図である。
【0021】図3に示すステッピングモータ2は、金属
材料で形成された円柱状の筒体100に前記回転軸6が
軸受け102,102を介して回転自在に支持されてい
る。前記筒体100内に位置する回転軸6には、外周面
がN極とS極に交互に着磁されたロータマグネット10
1が設けられている。また前記筒体100内には、前記
ロータマグネット101の周囲に環状に形成されたステ
ータコイル103が設けられている。ステータコイル1
03は、上下2段に重ねて設けられたヨーク104,1
05にコイル106,107が巻回された構造である。
【0022】この方式のステッピングモータは、2つの
相を一度に励磁するものであり、このような2相励磁方
式のモータを組み込むことで、1相励磁のステッピング
モータよりも大きな駆動トルクを得ることが可能にな
る。
【0023】図2は、図1に示す振動発生装置の変形例
を示す斜視図である。この振動発生装置20は、図1に
示す振動発生装置10とほぼ同様の構成であり、同一の
符号を付した部分は同一の構成としてその説明を省略す
る。
【0024】前記振動発生装置20は、ステッピングモ
ータ2から突出した回転軸6の先端に錘7が偏心した状
態で固定されている。前記錘7を設けると回転軸6の回
転中心に対して質量が偏って分布するので、前記回転軸
6を回転させたときに錘7のない状態よりも大きな遠心
力を得ることができ、それによってより大きな振動を得
ることができる。
【0025】前記振動発生装置20では、ステッピング
モータ2を駆動させてステップ駆動させたときの衝撃ま
たは前記衝撃に基づく振動をより大きな規模で得ること
が可能となり、前記衝撃または振動が回転軸6から弾性
部材4に伝達されてケース1を前記振動発生装置10で
発生する振動よりも大きく振動させることができる。
【0026】図4は、前記振動発生装置10または20
を駆動させたときに得られる波形図を示している。この
振動発生装置10,20ではステッピングモータを使用
しているので、1パルスの入力信号に対して1ステップ
動作させることができる。図4に示すように、1ステッ
プ動作させる毎に若干間隔を空けて動作させると、図の
範囲A、範囲Bで示すように、1ステップの駆動の終了
時点で減衰振動が発生する。この減衰振動をケース1を
振動させる力として利用できる。また1ステップで動作
する回転角度を大きくしたり、回転速度を速めたりする
ことで、ステップ駆動させたときに衝撃となって、この
衝撃でケース1を振動させることもできる。またステッ
ピングモータ2の回転軸6を連続回転させて連続振動を
ケース1に与えることもできる。
【0027】本発明の振動発生装置は、上記した実施の
形態に限られるものではなく、例えば、前記弾性部材4
や錘7を設けずにケース1にモータを単体で搭載したも
のでもよい。
【0028】また、図3に示すロータマグネット101
の素材の一部を切除して回転中心に対して質量を偏らせ
た状態にすることで、回転軸6の偏心運動を大きくして
もよい。この場合に素材を切除する領域としては、例え
ばロータマグネット101の外周面を除く、回転軸6と
ロータマグネット101との間の位置にすることが好ま
しい。また逆にロータマグネット101に回転中心に対
して質量が異なるように錘を取り付けてもよい。
【0029】このように、前記振動発生装置10,20
では、回転軸6をステップ駆動させることでステップ毎
に発生する衝撃や減衰動作を振動として取り出すことが
できる。また回転軸6を連続回転させることで連続した
振動を得ることもできる。
【0030】図5は、本発明の振動発生装置を搭載した
電子機器の一例を示すブロック図である。この電子機器
15としては、携帯電話、PHS(personal handyphon
e system)、ページャー、PDA(personal digital a
ssistant)、ノートPCなどの携帯端末を挙げることが
できる。また据え置き型のテレビゲームのコントローラ
や携帯型のゲーム機器であってもよい。
【0031】前記電子機器15には、前記振動発生装置
10が内臓され、前記振動発生装置10にはモータ2を
制御する制御部11が設けられている。また制御部11
は操作部12と接続されている。前記操作部12を操作
すると、操作部12から操作信号が生成されて制御部1
1に送られる。前記操作信号に基づいて前記制御部11
から駆動パルスが出力される。この駆動パルスは、ステ
ッピングモータ2に接続されたモータドライバ2aに送
られて、モータドライバ2aを介してステッピングモー
タ2が制御される。
【0032】前記操作部12から各種の操作信号を与え
ることで前記ステッピングモータ2の回転動作に変化を
与えて、電子機器のケースを多彩なパターンで振動させ
ることができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明した本発明では、携帯端末など
の小型のケース内に搭載することができ、しかもめりは
りのない単調な振動に限らず振動を多彩に変化させるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の振動発生装置を示す斜視図、
【図2】本発明の振動発生装置の変形例を示す斜視図、
【図3】振動発生装置に搭載されるステッピングモータ
の内部構造を示す断面図、
【図4】モータを振動させたときに得られる波形図、
【図5】振動発生装置を搭載した電子機器の概略を示す
ブロック図、
【符号の説明】
1 ケース 2 ステッピングモータ 2a モータドライバ 3 緩衝部材 4 弾性部材 6 回転軸 7 錘 10,20 振動発生装置 11 制御部 12 操作部 15 電子機器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02K 37/24 H02K 37/24 L

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケース内に支持されるステッピングモー
    タと、前記ステッピングモータを回転駆動させる制御部
    とが設けられ、前記制御部によって、前記ステッピング
    の回転軸がステップ駆動され、このステップ駆動により
    前記ケースが振動させられることを特徴とする振動発生
    装置。
  2. 【請求項2】 前記回転軸と前記ケースとの間を結ぶ弾
    性部材が設けられており、前記回転軸のステップ駆動に
    よる振動が前記弾性部材を介して前記ケースに伝達され
    る請求項1記載の振動発生装置。
  3. 【請求項3】 前記回転軸に、回転中心に対して質量が
    偏って分布する錘が取り付けられている請求項1または
    2記載の振動発生装置。
  4. 【請求項4】 前記ステッピングモータのロータが、回
    転中心に対して質量が偏って分布する形状である請求項
    1ないし3のいずれかに記載の振動発生装置。
  5. 【請求項5】 前記制御部では、前記ステッピングモー
    タへ与えられる駆動パルスが制御され、前記振動の周波
    数が可変可能とされている請求項1ないし4のいずれか
    に記載の振動発生装置。
  6. 【請求項6】 前記制御部では、前記ステッピングモー
    タへ与えられる駆動パルスが制御され、前記振動の振幅
    が可変可能とされている請求項1ないし5のいずれかに
    記載の振動発生装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の振
    動発生装置と、前記制御部に操作信号を与える操作部が
    設けられていることを特徴とする電子機器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108325806A (zh) * 2017-12-29 2018-07-27 瑞声科技(新加坡)有限公司 振动信号的生成方法及装置
US10582991B2 (en) 2014-07-17 2020-03-10 Koninklijke Philips N.V. Power toothbrush with added inertia resonant system

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