JP2015527030A - 衝撃振動発生装置及びそれを用いた応用装置 - Google Patents

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Abstract

本発明の衝撃振動発生装置は、回転軸及び前記回転軸の周りに配置され、前記回転軸とともに回転するコイルを備える回転部;前記回転部を囲み、その内部に磁石が設けられる固定部;前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシ;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げるストッパーを含むことを特徴として構成され、また、本発明の応用装置は、入出力部と前記入出力部及び装置の状態を制御する制御部と、前記制御部の信号に基づいて動作する前記衝撃振動発生装置とを含む装置から構成される。

Description

本発明は、衝撃振動(impactive vibration)発生装置に関するものであって、特に衝撃振動を自由に発生させて、マルチメディア機器、ゲーム機、通信機器などのさまざまな機器とユーザーとの間のさまざまな信号と意思伝達のインタフェース手段として活用できる衝撃振動発生装置の発明に関するものである。
一般的に、振動発生装置は、例えば、携帯電話のような電子機器に内蔵されてベル音の代わりに振動で着信や長短文のメッセージの到着を通知する機能を行ったり、ゲーム操作装置に内蔵されて振動効果音を発生させてユーザーに実体感を与え、楽しさや興味を増加させるように活用されている。
また、技術の発達により、携帯電話も通信だけでなく、マルチメディアの再生と送受信、インターネット、ゲームなどを楽しむことができるようになり；ゲーム機でインターネットや動画の再生も可能となり；動画再生機でも、音楽、動画を再生し、インターネット及びゲームも可能になった。このような機器には、ほとんど振動発生装置が内蔵されて興味を倍加しており、従来の振動発生装置は、主に小型振動モータを使用している。
振動モータは、一般的にその形態に応じて、図1及び図2に示すような扁平型(Flat type)振動モータと棒型(Bar type)振動モータに分けることができる。従来の振動モータは、主に偏心の重量体を回転させて偏心による振動を利用している。
図1は、韓国特許第0389631号に開示された従来の扁平型振動モータの概略構成図であって、コイル(6)に流れる電流と永久磁石(3)の磁界による回転力を発生させ、コイル(6)と軸受(7)などが含まれる偏心回転部(2)が回転軸(1)を中心に回転することにより偏心による振動を発生させ、前記コイル(6)に流れる電流は、整流子(5)とブラシ(4)によって回転力が円滑に発生するように制御される。振動は、モータに電源が印加されれば前記偏心回転部(2)が回転することにより発生し、電源を遮断すると停止する。
また、図2は、韓国公開特許第2005-0086150号に開示された従来の棒型振動モータの概略構成図であって、回転軸(20)、コイル(19)、整流子(18)、偏心錘(13)が含まれる回転部は、永久磁石(17)とコイル(19)に流れる電流の作用で回転して偏心錘(13)による振動が発生し、円滑な回転力を発生させるように、整流子(18)とブラシ(16)によって回転する前記コイル(19)に供給する電流を制御させる。振動は、モータに電源が印加されれば前記回転部の回転によって前記偏心錘(13)が回転することにより発生し、電源を遮断すると停止する。
図3は、韓国公開特許第2005-0122101号に開示された従来の扁平型振動モータのうち、往復運動を利用した振動発生装置の概略的な構成図であって、ばね(31)に重量錘(34)を固定してコイル(35)に電流を印加すると、永久磁石(36)とヨーク(32)、コイル(35)につながる磁気回路が形成され、このとき発生する永久磁石(36)と巻線コイル(35)間の引力と斥力によって、前記重量錘(34)を含む部分が、前記ばね(31)に垂下して動く形態である。前記コイル(35)に電流の方向を変えながら印加すると、前記重量錘(34)が上下に動くことにより振動が発生する。前記のような従来の偏心を有する部材の回転を利用する振動発生装置の場合、モータの回転を利用している。ところが、モータは設計によりモータの回転数が決定されるため、前記振動発生装置では、電流を印加する一定時間の間だけモータが回転して振動を発生させる。したがって、振動の発生のオン(On)/オフ(Off)制御は可能であるが、振動周波数や大きさを自由に制御するには適しておらず、単振動(Single Vibration)を発生させることは非常に難しい。
また、図4は、韓国特許第1084715号に開示された従来の技術のうち、衝撃振動が可能な構造を有する装置の概略的な構成図であって、コイル(41)に流れる電流の方向を制御し、コイルとこのコイルと対向する磁石(42)との間で発生する引力と斥力を利用して、磁石(42)がコイル(41)と支持板(43)にぶつかって振動を発生させ、前記磁石(42)が重量錘の役割をして往復運動をする。前記往復運動型の場合には、体積に比べて振動の強度が小さく、共振領域で使用しなければならないという制限もある。
図5は、開示された従来の携帯用通信端末機における振動量調整方法の例を示したものである。図5で、携帯用通信端末機のオン(On)/オフ(Off)信号コーディング部(50)は、振動モータ(52)に印加する信号を生成し、前記信号に応じてスイッチ部(54)において、前記振動モータ(52)に印加する電圧をオン/オフして前記振動モータ(52)を回転/停止するように構成されるため、電圧が印加される間は振動が発生し、電圧が印加されなければ振動が発生しない。
図6は、韓国特許第0563391号に開示された従来技術のゲーム装置の構成を示したものである。図6に示すように、ゲームコンテンツを実行し、ゲームを制御するゲーム機本体(60)に画像出力装置(64)が連結され、複数の操作ボタンを通じてゲームが実行され、ゲーム機本体とデータを送信および受信するためのゲーム操作装置(62)が連結される。前記ゲーム操作装置には、振動発生装置である振動モータ(66)が内蔵され、前記本体(60)で発生する信号に応じて、電圧が印加されると、高速回転して振動を発生するように構成される。
従来の技術で、携帯端末機やゲーム操作装置等における振動調整は、電圧を変更し、モータの回転数を変化させて振動の差異を発生する方法以外の技術はない状況である。
韓国特許第０３８９６３１号公報 韓国特許出願公開第２００５−００８６１５０号公報 韓国特許出願公開第２００５−０１２２１０１号公報 韓国特許第１０８４７１５号公報 韓国特許第０５６３３９１号公報
一般に、従来の技術では、振動モータで偏心を有する重量体を回転させて発生する振れや重量体の共振領域での往復運動による振れを利用して振動を発生させる。しかし、偏心重量体の回転を利用する場合、モータが起動して通常の速度に到達する起動時間中は振動量が微弱で実用的に使用できないため起動時間以内の短い時間の振動発生が難しく、通常の状態に達した後は、一定速度で回転することにより振動周期の調整や振動の発生回数などを調整することは非常に困難である。また振動が瞬間的に起こる単振動(Single Vibration)を発生させることは極めて困難である。
また、従来の往復運動型振動モータの場合には、駆動制御回路を備え限られた範囲で振動数の調整が可能であるが、体積に比べて振動強度が小さく、磁石が大きくなってコストが高くなる。また、従来の往復運動型振動モータで振動強度を増加するには、消費電力が大幅に増加することから、共振領域で使用しなければならないという制限があって使用領域が限定され、共振領域を形成する製造工程が難しく、生産性の向上が難しいという問題点もある。また、共振運動すると、振動周期や周波数などの調整は困難になるので、従来の技術では、共振領域で単に電源をオン(On)/オフ(Off)させて往復運動型振動モータを駆動させて使用している。
このように、従来技術における振動調整は、電圧調整による回転速度の変更や電源のオン(On)/オフ(Off)による振動発生オン(On)/オフ(Off)を利用しており、振動の発生周期や振動の発生回数などを調整しにくく、電源の遮断後も残振動が残って徐々になくなる現象などの短所もある。
また、単振動(Single Vibration)の発生が困難であり、衝撃振動のような鋭く強い瞬間的な振動を作り難い。
本発明は、前述した従来の問題点を解決するために案出されたもので、簡単な構成で鋭く強い振動、すなわち衝撃振動(Impactive Vibration)を発生させ、衝撃振動の発生周期と発生回数などを自由に調整してゲーム装置や携帯電話のような携帯用通信端末機またはマルチメディアの再生装置のユーザーの興味や実体感を増加させることができる衝撃振動発生装置及びこれを用いた応用装置を提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するための本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、内部に孔が形成され、外周にコイルが配置される固定部;前記固定部の内孔に配置される回転軸及び内周面に設けられる磁石を備え、前記固定部を囲み、中心部が前記回転軸に連結され、前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、回転軸及び前記回転軸の周りに配置され、前記回転軸とともに回転するコイルを備える回転部;前記回転部を囲み、その内部に磁石が設けられる固定部;前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシ;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げるストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、内部に孔が形成され、外周にコイルが配置される固定部;前記固定部の内孔に配置される回転軸及び前記コイルと軸方向に空隙が形成されるよう設けられる磁石を備え、中心部が前記回転軸に連結され前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げるストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、内部に孔が形成され、外周にコイルが配置されて回転するコイルを備える回転部;前記回転部の内孔に配置される回転軸と、前記コイルと軸方向の空隙を形成する磁石が設けられる固定部;前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシ;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、回転軸;中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転する磁石を備える回転部;前記回転軸を支持し、前記磁石と回転の放射方向に空隙を形成するコイルが設けられる固定部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、回転軸;中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転するコイルを備える回転部;前記回転部を囲み、前記コイルと回転の放射方向に空隙を形成する磁石が設けられる固定部;前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシ;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、回転軸;中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転する磁石が備えられる回転部;前記回転軸を支持し、前記磁石と回転の軸方向に空隙を形成するコイルが設けられる固定部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、回転軸;中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転するコイルを備える回転部;前記回転軸を支持し、前記コイルと回転の軸方向に空隙を形成する磁石が設けられる固定部;前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシ;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る前記衝撃振動発生装置は、回転軸の外周に軸受がさらに備えられても良く、また、前記磁石は、コイルを巻線した電磁石から構成されても構わない。
また、本発明の一実施例に係る前記衝撃振動発生装置は、前記コイルが巻線コアに巻線されても良く、前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも一つは、複数備えても構わず、また、前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも一つには、弾性体が備えられたり、前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも一つが弾性体の材質で形成されても良く、また、前記ストッパーが前記衝撃振動発生装置の外部に設けられても構わない。
また、本発明の一実施例に係る前記衝撃振動発生装置は、前記固定部に前記コイルと電気的に連結される回路基板を備えることができ、また、前記突起と前記ストッパーの接触音によって効果音を発生するように構成してもよい。
また、本発明の一実施例に係るゲーム操作装置は、ゲームの操作信号を発生する複数のゲーム操作ボタン;前記複数の操作ボタンから得られた操作データを送信して、伝達データを受信する制御部;及び前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する前記衝撃振動発生装置を含む。
また、本発明の一実施例に係るゲーム装置は、ゲームの状態を制御し、データを処理して周辺装置と信号を送受信する本体;前記本体と連結されて画像や音を出力する出力部と；前記本体と信号を送受信し、ユーザーがゲームを操作して信号を発生するゲーム操作装置；及び前記ゲーム操作装置の信号に基づいて衝撃振動を発生する前記衝撃振動発生装置を含む。
また、本発明の一実施例に係る通信端末機は、信号処理および装置制御のための制御部;入力信号を前記制御部に伝達する入力部;信号を送受信して前記制御部と連結される送受信部；前記制御部と連結されて画像や音を出力する出力部；及び前記制御部の信号に基づいて動作する前記衝撃振動発生装置を含む。
また、本発明の一実施例に係るゲーム操作装置は、ゲームの操作信号を発生する複数のゲーム操作ボタン;前記複数の操作ボタンから得られた操作データを送信し、伝達データを受信する制御部;及び前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、前記衝撃振動発生装置は、固定部;前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係るゲーム装置は、ゲームの状態を制御し、データを処理して周辺装置と信号を送受信する本体;前記本体と連結されて画像や音を出力する出力部と；前記本体と信号を送受信し、ユーザーがゲームを操作して信号を発生するゲーム操作装置；及び前記ゲーム操作装置の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、前記衝撃振動発生装置は、固定部;前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係る通信端末機は、信号処理および装置制御のための制御部;入力信号を前記制御部に伝達する入力部;信号を送受信して前記制御部と連結される送受信部；前記制御部と連結されて画像や音を出力する出力部；前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、前記衝撃振動発生装置は、固定部;前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係るマルチメディア再生装置は、信号処理および装置制御のための制御部;入力信号を前記制御部に伝達する入力部;信号を送受信して前記制御部と連結される送受信部；前記制御部と連結されて画像や音を出力する出力部；前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、前記衝撃振動発生装置は、固定部;前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。
また、本発明の一実施例に係るコンピュータ入力装置は衝撃振動発生装置を含み、前記衝撃振動発生装置は、固定部;前記固定部に対して回転する回転部;前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含む。前記コンピュータ入力装置は、マウス装置からなりうる。
本発明の衝撃振動発生装置によれば、速度をもって動く物体が他の物体と接触したときに動く物体の速度と重量に比例する衝撃が発生する原理を利用して、鋭く強い衝撃振動(Impactive Vibration)を発生させ、単衝撃振動(Single Impactive Vibration)または少回数だけの衝撃振動の発生が可能で、連続的な衝撃振動による強い振動を発生させ、衝撃振動発生回数や発生周期を調節することによって、ゲーム装置や携帯電話のような携帯用端末機またはマルチメディア再生装置で、これを用いた意思伝達又は信号伝達を行うことができる。
また、本発明の衝撃振動発生装置によれば、単衝撃振動を利用して、ボタン、キーパッドまたはタッチスクリーンなどの入力信号に対応して単衝撃振動や連続衝撃振動を起こせるようにし、ゲームに適用して単純な振動ではなく、ゲームのコンテンツに対応する衝撃振動を感じさせることで、ゲームとユーザーの間で実体感を極大化させる効果がある。
また、衝撃振動発生装置の衝撃振動の発生時期と発生周期及び回数の調整を通じて単純に振れる振動手段でなく実行されるコンテンツに対応する物理的な振動感をリアルに感じることができるようにすることにより、本発明の衝撃振動発生装置を用いた応用装置におけるマルチメディアコンテンツの実体感(reality)と興味を大幅に増加させることができる。
また、衝撃振動の周期と回数の調整を活用して、物理的な感じを信号として使用する方法により障害者のための廉価の信号手段にまで活用可能な効果がある。
従来の扁平型振動モータの概略構成図である。 従来の棒型振動モータの概略構成図である。 従来の往復運動型扁平型振動モータの概略的な構成図である。 従来の往復運動型衝撃振動発生装置の概略的な概念図である。 従来の携帯用通信端末機における振動量の調整方法の実施例である。 従来のゲーム装置の概略構成図である。 本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置の外側回転型の断面図と外観図を同時に示した概略構成図である。 本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置の動作を示す概略的な概念図である。 本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置の動作を示す概略的な概念図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置の内側回転型の概略的な断面図である。 図9の構造説明のために、図9のA-A'断面を基準に示した構成概念図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置の内側回転型の概略的な断面図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置の蓋が備えられた実施例の概略構成図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置の磁石が回転する薄型の実施例の概略構成図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置のコイルが回転する薄型の実施例の概略構成図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置において、突起とストッパーのうち少なくとも一つの要素が複数備えられることを例示した概略的な概念図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置において、突起とストッパーに弾性体を備えることを例示した概略的な概念図である。 本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置において、ストッパーを外部に備えたことを例示した概略構成図である。 本発明の一実施例に係るゲーム操作装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るゲーム操作装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るゲーム操作装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るゲーム装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るゲーム装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係る通信端末機の構成概念図である。 本発明の一実施例に係る通信端末機の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るマルチメディア再生装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るマルチメディア再生装置の構成概念図である。 本発明の一実施例に係るコンピュータ入力装置であるマウスの構成概念図である。 本発明の一実施例に係る衝撃発生装置の構成概念図である。
前述した目的、特徴および利点は、添付された図面と関連する次の実施例を通じてより明確になるだろう。
特定の構造ないし機能的説明は単に本発明の概念による実施例を説明するための目的で例示されたものであって、本発明の概念による実施例は、様々な形態で実施可能であり、本出願の明細書で説明された実施例に限定されるものと解釈されるべきでない。
本発明の概念による実施例は、様々な変更を加えることができ、さまざまの形態を持つことができるため、特定の実施例は、図面に例示し、本出願の明細書に詳細に説明することにする。しかし、これは本発明の概念による実施例を特定の開示形態に限定しようとするものでなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。
第1および/または第2などの用語は、多様な構成要素を説明するために使用されうるが、前記構成要素は前記用語に限定されるものではない。前記用語は1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ、例えば、本発明の概念に基づく権利範囲から逸脱しないまま、第1構成要素は、第2構成要素と命名することができ、同様に第2構成要素は、第1構成要素とも命名することができる。
ある構成要素が他の構成要素に“連結されて”または“接続されて”いると言及されたときには、その他の構成要素に直接連結、または接続されていることもありうるが、中間に他の構成要素が存在することもありうると理解すべきである。一方、ある構成要素が他の構成要素に“直接連結されて”または“直接接続されて”いると言及されたときには、中間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。構成要素間の関係を説明するための他の表現、すなわち“〜の間に”または“まさに〜の間に”または“〜に隣接する”と“〜に直接隣接する”などの表現も同様に解釈されるべきである。
本出願の明細書で使用する用語は、単に特定の実施例を説明するために使用されたものであって、本発明を限定する意図はない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を持たない限り、複数の表現を含む。本明細書で“含む”または“有する”などの用語は、説明された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されるべきである。
別に定義されない限り、技術的または科学的な用語を含め、ここで使用されるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるのと同じ意味を持っている。一般的に使用される、辞典に定義されているような用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願の明細書で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されない。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示された同じ参照符号は同じ部材を示す。
本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、速度を有して動く物体が他の物体と接触するときに発生する衝突現象を利用したものである。速度を有して動く物体が他の物体と接触すれば衝突による衝撃が発生し、感じが鋭く強い振動、すなわち衝撃振動を起こす。衝撃振動の大きさは、動く物体の重さと速度によって決定される。本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、二つの物体がぶつかる衝撃を必要なときに発生させることができるようにして、本発明の目的を達成するようにし、物体を動かす手段として電動機(motor)を用いて、電動機で回転運動する回転部の重さと回転速度によって衝撃振動が発生するように構成した。
以下、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置について具体的に説明する。
図7は、本発明の一実施形態に係る外側回転型の衝撃振動発生装置の断面図と外観図を同時に示す概略図であって、回転軸(71)が備えられ、中心部に前記回転軸(71)が配置される回転部が備えられ、前記回転部は回転ケース(72)と磁石(73)を含みうる。さらに具体的には、長さ方向に延長されうる回転軸(71)を備え、内部空間を形成することができる回転ケース(72)を備えて回転軸(71)と中心軸とが一致するように配置される。また、磁石(73)が回転軸(71)の周りに配置されて回転されるように、回転ケース(72)に結合されて設けられる。好ましくは、前記磁石(73)は、前記回転ケース(72)の内周面に結合され、前記回転ケース(72)とともに回転する。また、前記回転ケース(72)または前記回転軸(71)などに結合される突起(74)を備え、前記突起が前記回転ケース(72)または前記回転軸(21)とともに回転するように構成する。ここで、前記突起(74)は、前記回転部とともに回転するように構成されればよいので、前記突起(74)は回転することができる他の構成要素に結合してもよい。しかし、前記突起(74)は、後述するストッパー(79)とは分離されるように構成されるべきである。
前記回転部を支持する固定部は、ホルダー(76)、コイル(78)を含みうる。さらに具体的には、中心部に回転軸(71)が支持されるホルダー(76)を備えて回転軸(71)を配置し、コイル(78)を前記回転軸(71)の周りに配置されるように前記ホルダー(76)に結合して磁石(73)と対向するように構成される。前記ホルダー(76)は、内部に孔を形成して前記回転軸(71)を支持できるように構成されることが、コスト削減のために好ましいが、別の部材を備えて前記ホルダー(76)の中心部に結合して前記回転軸(71)が支持されるように構成されうる。また、前記ホルダー(76)の内部に、前記回転軸(71)が挿入されうる孔が形成された軸受(75)を備えることができ、前記軸受(75)は、前記ホルダー(76)の中心部に備えられた孔に収納することができる。前記コイル(78)は、前記コイル(78)を支持する磁性体で形成された巻線コア(77)に巻線されて磁気効率を増大させるように構成されることが望ましいが、コスト削減や小型化のために、前記巻線コア(77)が非磁性体から構成されたり、省略されたりもできる。また、前記固定部に前記ストッパー(79)を備えて、前記回転部が回転するとき、前記ストッパー(79)が前記突起(74)と接触して回転を妨げるように備えられる。ここで、前記ストッパー(79)は、前記固定部のいずれの位置に設けられたとしても、前記突起(74)と接触し、前記回転部が回転するとき、前記回転部の回転を妨げるように備えればよい。
前記回転部の中心部に配置される前記回転軸(71)が、前記固定部によって支持される。好ましくは、前記回転軸(71)が、前記ホルダー(76)の中心部に配置された前記軸受(75)に挿入され、前記回転部の前記磁石(73)が結合された前記回転ケース(72)が、前記固定部の前記コイル(78)等を取り囲むように構成される。また、前記回転部の前記磁石(73)と前記固定部の前記コイル(78)が対向して回転放射(Radial)方向に空隙(Air gap)を形成するように設けられる。このように構成された本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置では、前記回転部が回転するとき、前記ストッパー(79)が、前記突起(74)と接触して前記回転部の回転を妨げるように構成される。
ここで、図7において、前記回転部の前記磁石(73)と前記固定部の前記コイル(78)とが対向して形成する隙間を空隙(Air Gap)といい、前記空隙には、前記磁石(73)で発生する磁束(Magnetic flux)の流れが形成される。また、前記コイル(78)が、前記巻線コア(77)に巻線されて備えられた場合には、前記磁石(73)と前記巻線コア(77)との間に前記空隙が形成される。前記空隙に形成される磁束の流れは、前記磁石(73)の磁極がN極である場合には、図7に示した実線の矢印のように、前記磁石(73)から前記コイル(78)側に前記磁束の流れが形成され、前記磁石(73)の磁極がS極である場合には、図7に示した点線の矢印のように、前記コイル(78)側から前記磁石(73)に磁束(Magnetic flux)の流れが形成される。このように、図7の実線と点線で示した矢印の示すように、前記空隙を通る磁束の流れが回転の放射方向、すなわち回転軸と直交する方向に形成される空隙を放射(Radial)方向の空隙(Air gap)という。また、後述する図13に示した実線及び点線で示した矢印のように磁束の流れが回転の軸方向、すなわち回転軸と平行方向に形成される空隙を軸(Axial)方向の空隙という。回転電気機器、すなわち電動機や発電機などには固定部と回転部との間に回転力を発生させることができる磁束の流れが形成される空隙が存在し、空隙は放射(Radial)方向の空隙と軸(Axial)方向の空隙に区分することができ、このような内容は、電動機や発電機に関連する従事者にはよく知られた事項であるため、これに対する詳細な説明は省略する。
また、前記軸受(75)は、前記回転軸(71)の外周に設けられればよいので、まず前記軸受(75)の外輪を前記ホルダー(76)の内周面に結合させた後、前記回転軸(71)を前記軸受(75)の内輪の内周面に結合させることができる。また、先に前記回転軸(71)の外周面に前記軸受(75)の内周面を結合させた後、前記軸受(75)の外輪を前記ホルダー(76)の内周面に結合させることもできる。また、前記ストッパー(79)は、前記ホルダー(76)の一部を変形して一体化するように構成することができる。また、前記ホルダー(76)は、中心部の前記回転軸(71)を支持する部分と放射(radial)方向に拡張された部分を分離して備えることができる。また、前記突起(74)は、前記回転ケース(72)の一部を変形して一体化されて構成したり、前記回転軸(71)に結合される別個の部材から構成することができる。
図8a及び図8bは、図7に例示した本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置の動作説明のための概念図である。図8aに示すように、前記回転部を反時計回りに回転させると、前記回転ケース(72)とともに前記突起(74)が反時計方向に回転し、その回転速度で前記ストッパー(79)に接触する衝突現象が発生して前記回転部の速度と重さに比例する衝撃で衝撃振動が発生する。また、図8bに示すように、前記回転部を時計回りに回転させると、前記突起(74)が前記回転ケース(72)とともに時計方向に回転して前記ストッパー(79)に衝突して衝撃振動が発生する。この場合、前記回転部が回転し、持っていたエネルギーは、前記突起(74)と前記ストッパー(79)の衝突によって消費され慣性力がなくなるため、前記回転部を正逆転させることが容易である。また、前記ストッパー(79)と前記突起(74)がぶつかる衝撃で衝撃振動が発生するので、振動が瞬間的であり、強く発生することができる。
前記回転部の回転時期と往復回転周期、回転速度によって前記突起(74)と前記ストッパー(79)の衝突の発生時期と周期、発生速度が調整されるので、これを利用して衝撃振動を自由に調整することができる。本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置において、前記ストッパー(79)と前記突起(74)が1回接触した後、前記コイル(78)に電流を遮断して前記回転部の回転を停止させることにより単衝撃振動(Single Impactive Vibration)を発生させることができる。単衝撃振動の発生回数や発生周期などを調整したり、または前記回転部を正逆転させる回数によって衝撃振動の発生回数を調整したりすることができ、前記ストッパー(79)と前記突起(74)がぶつかる周期を調整して衝撃振動の発生周期を調整することにより衝撃振動周期、すなわち周波数を調整することができる。
図9は、本発明の他の実施例に係る内側回転型の衝撃振動発生装置を示す概略的な断面図である。理解を助けるために、図10に図9のA-A'断面を基準に構成概念図を例示した。中心部に回転軸(85)が配置され、前記回転軸(85)の周りに配置されて電流が流れることができるコイル(86)を含みうる回転部が備えられる。また、整流子(88)を前記回転軸(85)の外周に備えて、前記回転軸(85)と同心に配置され、かつ、前記整流子(88)は、前記コイル(86)に電流を印加することができるように連結されて前記コイル(86)とともに回転することができるように備えられる。ここで、前記コイル(86)は、前記コイル(86)を支持する磁性体である巻線コア(87)に巻線されて磁気効率を増大させるように備えられることが望ましいが、コスト削減や小型化のために、前記巻線コア(87)を非磁性体で備えたり、省略することができる。また、突起(89)を備えて前記コイル(86)とともに回転するように構成することができる。ここで、前記突起(89)は、前記回転部とともに回転するように構成されればよいので、回転することができる他の構成要素と結合されても構わない。しかし、前記突起(89)は、後述するストッパー(97)とは分離されるように備えなければならない。
前記回転軸(85)を支持する固定部は、フレーム(92)と磁石(93)を含むことができる。さらに具体的には、内部に空間を形成して前記回転部を囲むことができ、一端で前記回転軸(85)を支持することができる前記フレーム(92)が具備され、前記磁石(93)を備えて前記フレーム(92)と結合される。好ましくは、前記磁石(93)は、前記フレーム(92)の内部に結合されて前記回転部の周りを囲むように配置される。また、内部に前記回転軸(85)が挿入される孔を有する軸受(91)を備えることができる。前記軸受(91)は、前記フレーム(92)の一端に結合され、前記回転軸(85)を支持するように備えられており、コスト削減のために、前記軸受(91)を収納できる収納部を前記フレーム(92)の一端に一体化して形成することが好ましい。また、前記整流子(88)と摺接して前記コイル(86)に電流を供給するブラシ(94)が具備され、前記ブラシ(94)は、少なくとも一対で設けられ、ブラシホルダー(95)を備えて固定することが望ましい。前記ブラシホルダー(95)は、前記フレーム(92)に結合されたり、後述する支持板(96)と結合されたりもできる。また、前記回転軸(85)を支持することができる前記支持板(96)を備えて、前記フレーム(92)と内部空間を形成するように結合することができる。前記回転軸(85)を支持する前記支持板(96)の中央部には、前記軸受(91)収納部を備えて前記軸受(91)を配置することができる。また、前記支持板(96)は、前記ストッパー(97)を備えて、前記突起(89)と接触して前記回転部の回転を妨げるように配置される。前記ストッパー(97)は、前記ブラシホルダー(95)、前記フレーム(92)または前記支持板(96)の一部を変形させて一体化して構成することができる。前記ストッパー(97)は、特定の位置に限定されず、前記回転部が回転するとき、前記突起(89)とともに、前記回転部の回転を妨げるように備えればよい。
前記回転部の中心部に配置される前記回転軸(85)が、前記フレーム(92)によって回転可能に支持され、前記磁石(93)と前記コイル(86)が対向して回転放射(Radial)方向に空隙(Air gap)を形成するように、前記回転部が前記固定部の前記フレーム(92)の内部に配置され、前記ブラシ(94)が前記整流子(88)と摺接するように結合することができる。また、前記回転部が回転するとき、前記突起(89)と前記ストッパー(97)が接触して前記回転部の回転を妨げるように結合され、前記支持板(96)が前記回転軸(85)の一端を回転可能に支持して前記フレーム(92)とともに、前記回転部を囲むように結合される。
また、前記軸受(91)は、前記フレーム(92)と前記支持板(96)に収納されたり、別の軸受収納部を備えて収納することができる。前記磁石(93)は永久磁石として備えられることが望ましいが、コイルを巻線した電磁石として備えられても構わない。
前記衝撃振動発生装置は、前記回転部が回転するとき、前記突起(89)と前記ストッパー(97)が接触して前記回転部の重さと回転速度に比例する衝撃振動が発生するのは、図8に例示して説明したのと同じ原理である。
図11は、本発明の他の実施例の断面図であって、図9の実施例で突起(112)の具備する方法を変更した実施例の概略的な構成図である。図11に示された本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置は、長さ方向に延びる回転軸(110)を備え、電流が流れるコイル(114)が前記回転軸(110)の周りに配置される回転部を備え、前記突起(112)を前記回転軸(110)に結合して備え、ストッパー(113)を前記突起(112)とともに回転部が回転するときに回転を妨げるように備え、回路基板(115)が備えられ、前記回路基板(115)にはブラシ(111)と整流子(116)を通じて前記コイル(114)に必要な電流を供給する駆動回路を備える。前記衝撃振動発生装置で回転部が回転するとき、前記突起(112)が前記ストッパー(113)と接触して前記回転部の重さと回転速度に比例する衝撃振動が発生するのは、図8に例示して説明したのと同じ原理である。
図12は、本発明に係る衝撃振動発生装置の外側回転型の他の実施例を図示したものである。図12に示された本発明の他の実施例に係る衝撃振動発生装置は、長さ方向に延びる回転軸(119)を備え、回転ケース(118)と磁石(127)を含むことができる回転部を備えており、前記回転部を囲むように蓋(121)を備え、ストッパー(122)を前記蓋(121)に備えて、前記回転部が回転するとき、前記ストッパー(122)は突起(123)と接触して前記回転部の回転を妨げるように構成される。図12に示された本発明の衝撃振動発生装置では、前記蓋(121)は、前記回転部を保護し、前記ストッパー(122)と前記突起(123)が接触するときに発生する騒音を遮断して動作ノイズを低減させることができる。また、回路基板(124)がホルダー(126)の周りに設けられ、前記回路基板(124)には、前記回転部を回転させる駆動回路が備えられうる。また、前記回路基板(124)には、ホール素子(Hall element)のような前記回転部の磁極位置検出素子が備えられ、前記コイル(125)の電流を制御する回路を構成することができる。しかし、前記回路基板(124)は、分離して前記衝撃振動発生装置の外部に設けてもよい。
図13は、本発明の他の一実施例に係る薄型衝撃振動発生装置の例であって、磁石回転型の衝撃振動発生装置を示す概略的な構成図である。図13に示された本発明の衝撃振動発生装置には、回転軸(130)を備え、回転ケース(139)、磁石(137)を含みうる回転部が備えられる。さらに具体的には、前記衝撃振動発生装置では、長さ方向に延長されうる回転軸(130)が設けられ、回転ケース(139)が同心に配置される。また、前記衝撃振動発生装置において、前記磁石(137)が、前記回転ケース(139)と結合されて回転軸の周りに配置されるように具備され、前記磁石(139)は、回転ケース(139)とともに回転するように構成される。また、前記衝撃振動発生装置において、前記回転ケース(139)または前記回転軸(130)に結合される突起(136)が備えられ、前記磁石(139)とともに回転するように構成される。ここで、前記突起(136)は前記回転部とともに回転するように構成されればよく、前記突起(136)は、回転することができる他の構成要素に結合してもよい。しかし、前記突起(136)は、後述するストッパー(135)とは分離されるように備えられるべきである。
前記衝撃振動発生装置において、前記回転部を支持する固定部が具備され、前記固定部は固定板(132)、コイル(131)を含むことができる。さらに具体的には、中心部に回転軸(130)が支持される固定板(132)が具備され、電流が流れるコイル(131)が、前記固定板(132)の中心部の周りに前記磁石(137)と対向するように配置される。前記固定板(132)は中心部に孔を形成し、前記回転軸(130)を支持することができるように形成することがコスト削減のために好ましいが、別の部材を備えて前記固定板(132)に結合して前記回転軸(130)が支持されるように備えることができる。また、前記回転軸(130)が挿入されえる孔が形成された軸受(133)が備えられ、前記軸受(133)が前記固定板(132)の中心部に備えられた孔に収納することができる。また、前記軸受(133)は、前記固定板(132)の中心部に備えられた別の部材に収納することができる。ここで、前記コイル(131)は、前記コイル(131)を支持する磁性体で形成された巻線コアに巻線されて磁気効率を増大させるように備えられることが望ましいが、コスト削減や小型化のために巻線コアを省略することもできる。また、前記固定部にはストッパー(135)が備えられ、前記回転部が回転するとき、前記突起(136)と接触して回転を妨げるように配置される。ここで、前記ストッパー(135)は前記固定部のいずれの位置に設けられたとしても、前記突起(136)と接触して前記回転部が回転するときに前記回転部の回転を妨げるように構成されればよい。
前記回転部の中心部に配置される前記回転軸(130)が、前記固定部の中心部に配置され、好ましくは、前記回転軸(130)が前記軸受(133)の孔に挿入され、前記回転部の前記磁石(137)と前記コイル(131)が対向して回転軸(Axial)方向に空隙(Air gap)が形成されるように結合される。前記回転部が回転するとき、前記ストッパー(135)が前記突起(136)と接触して前記回転部の回転を妨げるように構成される。
ここで、図13において、前記回転部の前記磁石(137)と前記固定部の前記コイル(131)が対向して形成する隙間を空隙(Air Gap)といい、前記の空隙には、前記磁石(137)で発生する磁束(Magnetic flux)の流れが形成される。また、前記コイル(131)が巻線コアに巻線されて備えられる場合には、前記磁石(137)と前記巻線コアとの間に前記空隙が形成される。前記空隙に形成される前記磁束の流れは、前記磁石(137)の磁極がN極である場合には、図13に示した実線の矢印のように、前記磁石(137)において、前記コイル(131)側に前記磁束の流れが形成され、磁石(137)の磁極がS極である場合には、図13に示した点線の矢印のように、前記コイル(131)側から前記磁石(137)側に前記磁束(Magnetic flux)の流れが形成される。このように、図13の実線と破線で示した矢印の示すように、前記空隙を通る前記磁束の流れが回転の軸方向、すなわち、回転軸と平行方向に形成される空隙が軸(Axial)方向の空隙(Air gap)である。
また、前記衝撃振動発生装置は、蓋(138)が備えられて回転部を囲んで保護するように構成することができる。また、回路基板(134)が備えられ、前記回路基板(134)には、前記回転部を駆動するための駆動回路が備えられうる。また、前記回路基板(134)には、ホール素子(Hall element)のような前記回転部の磁極位置検出素子を備えて、前記コイル(131)の電流を制御する回路を構成することができる。また、前記ストッパー(135)は、前記固定板(132)の一部を変形して一体化するように構成することができ、前記突起(136)は前記回転ケース(139)の一部を変形して一体化されて備えたり、前記回転軸(130)に結合される別個の部材から構成することができる。また、前記固定板(132)は前記軸受(133)を収納する部分を一体化して備えることができ、前記軸受(133)は前記軸受(133)収納部なしに、前記固定板(132)と結合して備えることができる。また、前記軸受(133)は前記回転軸(130)の外周に設けられればよいので、前記回転軸(130)を前記固定板(132)に結合し、前記軸受(133)を前記回転ケース(139)に結合されるように構成しても構わない。
図13に図示された前記衝撃振動発生装置は、前記回転部が回転するとき、前記突起(136)と前記ストッパー(135)が接触して前記回転部の重さと回転速度に比例する衝撃振動が発生するのは、図8に例示して説明したのと同じ原理である。
図14は、本発明の他の一実施例に係る薄型衝撃振動発生装置の例であって、コイル回転型の衝撃振動発生装置を示す概略的な構成図である。図14に図示された衝撃振動発生装置は中心部に回転軸(150)が配置され、固定部に対して回転する回転部が具備され、前記回転部は回転フレーム(149)及びコイル(147)を含むことができる。さらに具体的には、前記衝撃振動発生装置では、中心部に前記回転軸(150)が配置される前記回転フレーム(149)が具備され、電流が流れうる前記コイル(147)が、前記回転フレーム(149)内で前記回転軸の周りに配置され、前記回転フレーム(149)とともに回転するように構成される。前記回転軸(150)は、前記回転フレーム(149)の内部に形成された孔に配置することができる。また、前記回転軸(150)が挿入されうる孔が形成される軸受(140)が備えられ、前記回転フレーム(149)と同心になるように前記回転フレーム(149)と結合することができる。また、前記コイル(147)に電流を印加することができるように連結される整流子(143)が、前記回転フレーム(149)の回転中心と同心となるように配置されて前記コイル(147)とともに回転するように構成される。また、図14に図示された衝撃振動発生装置は、前記回転フレーム(149)と結合される突起(146)を備え、前記コイル(147)とともに回転するように構成することができる。ここで、前記突起(146)は、前記回転部とともに回転すればよいので、前記突起(146)は回転することができる他の構成要素に結合してもよい。しかし、前記突起(146)は、後述するストッパー(145)とは分離されるように備えられるべきである。前記回転フレーム(149)は、プラスチック成形によって構成することができ、特に前記回転フレーム(149)は前記コイル(147)などを内蔵するようにインサート(insert)射出技法で構成することができる。
図14に図示された前記衝撃振動発生装置は、前記回転軸(150)を支持する固定部が備えられ、磁石(141)、固定板(144)を含むことができる。さらに具体的には、中心部に回転軸(150)が支持される固定板(144)を備え、前記回転軸(150)を結合して、磁石(141)が前記回転軸(150)の周りに配置されて前記コイル(147)と対向することができるように前記固定板(144)に結合される。前記固定板(144)は中心部に孔を形成し、前記回転軸(150)を支持することができるように形成することが望ましいが、別の部材を備えて、前記固定板(144)に結合して前記回転軸(150)が支持されるように備えることができる。また、前記コイル(147)に電流を供給するブラシ(142)が、前記整流子(143)と摺接するように備えることができる。前記ブラシ(142)は前記固定板(144)によって支持されることが好ましく、前記ブラシ(142)は少なくとも一対で備えられる。また、前記ストッパー(145)を備え、前記突起(146)と接触して前記回転部の回転を妨げるように配置される。ここで、前記ストッパー(145)は、前記固定部のいずれの位置に配置されたとしても、前記突起(146)と接触して前記回転部が回転するとき、前記回転部の回転を妨げるように構成されればよい。
前記固定部の中心部で支持される前記回転軸(150)が、前記回転フレーム(149)の中心部に配置される。好ましくは、前記軸受(140)の孔に挿入される。前記固定部の磁石(141)と前記回転部の前記コイル(147)が対向して回転軸(Axial)方向に空隙(Air gap)が形成されるように結合される。前記ストッパー(145)は前記回転部が回転するとき、前記突起(146)と接触して前記回転部の回転を妨げるように構成される。前記ストッパー(145)は、前記固定板(144)の一部を変形して一体化されるように構成することができる。また、前記固定板(144)は、前記回転軸(150)を支持する部分と放射方向に拡張された部分を分離して備えることができる。前記突起(146)は、前記回転フレーム(149)の一部を変形して一体化されて備えたり、前記回転部の一端に結合される別個の部材から構成することもできる。また、前記軸受(140)は前記回転軸(150)の外周に配置されればよいので、前記固定板(144)に結合されて前記回転軸(150)を収納するように構成することができる。前記回転軸(150)は、前記回転部の中心部の孔に結合するように構成されても構わない。また、前記衝撃振動発生装置は、蓋(148)が備えられて回転部を囲んで保護することができ、前記回転軸(150)を安定的に支持することができる。また、前記磁石(141)は、永久磁石に備えられることが望ましいが、コイルが巻線された電磁石で構成されても構わない。
図15は、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置において、突起とストッパーのうち少なくとも一つの構成要素が複数備えられることを例示するためのものであって、一つの突起(153)と二つのストッパー(151,152)として備えた部分を示す概念図である。第1ストッパー(152)と第2ストッパー(151)が設けられ、突起(153)が前記第1ストッパー(152)と第2ストッパー(151)との間に位置し、回転部が回転するとき、前記突起(153)が第1ストッパー(152)と第2ストッパー(151)と接触して前記回転部の回転を妨げるように備えられる。たとえば、前記の衝撃振動発生装置は、回転部が時計方向に回転する場合には、前記第1ストッパー(152)と接触して衝撃振動を発生し、回転部が反時計方向に回転する場合には、前記第2ストッパー(151)と接触して衝撃振動を発生する。前記回転部の往復運動速度が定まれば、前記第1ストッパー(152)と第2ストッパー(151)の距離に応じて往復する時間が決定されるため、衝撃振動の発生周期を決定することができる。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置において、図16に例示したように、突起(157)とストッパー(154)に弾性体(155、156)を備えることができ、図16は、前記ストッパー(154)と前記突起(157)の二つの要素の両方に弾性を有する前記弾性体(155、156)を備えた部分を示す概念図である。前記弾性体(155、156)は、前記ストッパー(154)と前記突起(157)が接触したときに発生する騒音を低減させることができる。前記弾性体(155、156)は、例えば、ゴム、樹脂、布、ばねなどで形成することができ、また、前記ストッパー(154)、前記突起(157)自体を、弾性を有する材質で備えてもよい。また、前記弾性体(155、156)は、前記ストッパー(154)と前記突起(157)の両方に備えることができ、いずれかにのみ備えてもよい。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、図17に例示したように、ストッパー(162)を前記衝撃振動発生装置の外部の物体に備えた一実施例であって、前記ストッパー(162)を、前記衝撃振動発生装置が備えられる相対物体(159)に備え、突起(163)は、前記衝撃発生装置の回転部(158)に備えて、前記回転部(158)が回転するとき、前記ストッパー(162)は前記突起(163)と接触して前記回転部(158)の回転を妨げるように構成することができる。たとえば、前記の衝撃振動発生装置が携帯端末機やゲーム操作装置に設けられるとき、前記衝撃振動発生装置が結合されるケースやフレームなどの相対物体に前記ストッパー(162)を備えて、前記突起(163)が回転するとき、前記ストッパー(163)と接触して衝撃振動を発生するように構成することができる。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置において、衝撃振動発生時に、前記突起と前記ストッパーが接触しながら発生する音は、ストッパーと突起の材質により異なる音が発生するため、前記突起と前記ストッパーの材質を音に対応するように選ぶか、または、音に対応する材質の部材を、前記突起と前記ストッパーに備えて、前記突起と前記ストッパーが互いに接触するときに発生する音を効果音にして、ユーザーの実体感をさらに増加させることができる。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置は、前述した特徴を任意の組み合わせで構成されうるので、下記の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の特徴のうち少なくとも1つを含む組み合わせで構成することができる：
(A)前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも一つが複数備えられること;
(B)前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも一つに弾性部材が備えられること：(C)前記ストッパーが前記衝撃振動発生装置の外部に備えられること;
(D)前記巻線コイルが巻線コアに巻線されて備えられること;
(E)前記固定部に前記コイルと電気的に連結される回路基板が備えられること。
また、本発明の一実施例に係る衝撃振動発生装置の応用装置として考案されたゲーム装置、ゲーム操作装置、携帯電話、携帯用通信機器及びマルチメディア再生装置は、鋭く強い振動、すなわち、衝撃振動(Impactive Vibration)を調整することにより、コンテンツおよび信号に対応する単衝撃振動(Single Impactive Vibration)、または少回数だけの衝撃振動を発生させたり、連続的な衝撃振動による強い振動を発生させて、ユーザーの実体感を極大化することができる。
図18aは、本発明のゲーム操作装置の一実施例に係る概念図であって、ゲーム操作装置の制御ブロック概念図を例示したものであり、図18bは、ゲーム操作装置の外観概念図を例示したものであり、図18cは、衝撃振動発生装置(164)の構成概念図を例示した。前記ゲーム操作装置には入力部が具備され、前記入力部にはユーザーが手の甲で操作してゲーム操作信号を発生するように、ボタンやレバーまたはスイッチなどで備えられる複数のゲームの操作ボタンが含まれる。また、前記入力部で発生する信号を送信して伝達されてくる信号を受信するための制御部(160)が設けられる。また、前記制御部(160)の伝達信号に応じて動作する衝撃振動発生装置(164)が具備され、前記衝撃振動発生装置(164)には固定部(165)と前記固定部(165)に対して回転する回転部(166)が具備され、前記固定部(165)にはストッパー(167)が設けられ、前記回転部(166)には突起(168)が備えられて、前記回転部(166)が回転するとき、前記ストッパー(167)と前記突起(168)が回転を妨げるように備えられる。前記ストッパー(167)は、前記固定部(165)の一端に取り付けることができるが、これに限定されるものではなく、前記固定部(165)以外の他の構成要素に取り付けることもできる。前記ゲーム操作装置の前記衝撃振動発生装置(164)は、前述した図7、図9、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17等の一実施例に係る衝撃振動発生装置を用いることができ、また、これらの任意の組み合わせから構成される衝撃振動発生装置を用いることができる。前記ゲーム操作装置は、ゲームコンテンツに対応して前記制御部(160)が、前記衝撃振動発生装置(164)に信号を伝達して、前記衝撃振動発生装置(164)は、前記信号に対応する単衝撃振動や連続衝撃振動を発生させることにより、ユーザーの実体感を増大させることができる。
図19aは、本発明のゲーム装置の一実施例に係る概念図であって、ゲーム装置の構成概念図を例示したものであり、図19bは、衝撃振動発生装置(174)の構成概念図を例示した。ゲームのコンテンツが実行され、ゲームの進行または状態を制御し、データを処理して周辺装置と信号を送受信する本体(170)が設けられる。また、前記本体と連結され、ゲームコンテンツ、または必要に応じて発生する本体の信号に応じて、画像や音などを出力する出力部(172)が具備され、前記出力部(172)は、画像装置とスピーカーなどを含むことができる。また、前記本体(170)と信号を送受信し、ユーザーがゲームを操作して信号を発生するゲーム操作装置(171)が備えられており、前記ゲーム操作装置(171)は、ユーザーがゲーム操作信号を発生させることができる複数のゲーム操作ボタン(175)が設けられ、前記ゲーム操作ボタン(175)を支持し、内部部材を保護するケース(176)が備えられうる。また、前記ケース(176)の内部に衝撃振動発生装置(174)が具備され、前記衝撃振動発生装置(174)は、固定部(177)と、前記固定部(177)に対して回転する回転部(178)が具備され、前記固定部(177)にはストッパー(179)が設けられ、前記回転部(178)には突起(180)が備えられて、前記回転部(178)が回転するとき、前記ストッパー(179)と前記突起(180)が回転を妨げるように備えられる。前記ストッパー(179)は、前記固定部(177)の一端に取り付けることができるが、これに限定されるものではなく、前記固定部(177)以外の他の構成要素に取り付けることもできる。前記ゲーム装置の前記衝撃振動発生装置(174)は、前述した図7、図9、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17等の一実施例に係る衝撃振動発生装置を用いることができ、また、これらの任意の組み合わせから構成される衝撃振動発生装置を用いることができる。前記衝撃振動発生装置(174)は、単衝撃振動や連続衝撃振動を前記本体(170)で実行されるゲームコンテンツに対応するように発生させて、ユーザーの実体感を増大させることができる。
図20aは、本発明の通信端末機の一実施例に係る通信端末機のブロック概念図を例示したものであり、図20bは、衝撃振動発生装置(184)の構成概念図を例示したものである。信号処理やデータ処理またはコンテンツが実行され、制御し、装置制御などのための制御部(185)が設けられる。また、ユーザーが信号を前記制御部(185)に伝達する入力部(181)が具備され、前記入力部はボタンやタッチパネル、マイクなどを含むことができる。また、電波信号を送受信することができる送受信部(182)が備えられて前記制御部(185)と連結される。また、画像や音などを出力する出力部(183)が備えられて前記制御部(185)と連結され、前記出力部(183)は、画像装置とスピーカーなどを含むことができる。また、前記制御部(185)の信号に基づいて動作する衝撃振動発生装置(184)が具備され、前記衝撃振動発生装置(184)は、固定部(186)と前記固定部(186)に対して回転する回転部(187)が具備され、前記固定部(186)にはストッパー(188)が設けられ、前記回転部(187)には突起(189)が備えられて、前記回転部が回転するとき、前記ストッパー(188)と前記突起(189)が回転を妨げるように備えられる。前記ストッパー(188)は、前記固定部(186)の一端に取り付けることができるが、これに限定されるものではなく、前記固定部(186)以外の他の構成要素に取り付けることもできる。前記通信端末機の前記衝撃振動発生装置(184)は、前述した図7、図9、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17等の一実施例に係る衝撃振動発生装置を用いることができ、また、それらの任意の組み合わせから構成される衝撃振動発生装置を用いることができる。前記衝撃振動発生装置(184)は、前記制御部(185)の信号に応じて、電話やメッセージなどの到着信号、前記入力部(181)の入力信号又は前記通信端末機で実行されるコンテンツに対応して単衝撃振動や連続衝撃振動を発生させて、ユーザーの実体感を増大させることができる。
図21aは、本発明のマルチメディア再生装置の一実施例に係るマルチメディア再生装置のブロック概念図を例示したものであり、図21bは、衝撃振動発生装置(194)の構成概念図を例示したものである。前記マルチメディア再生装置は、信号処理および装置制御などのための制御部(190)と、ユーザーの信号を前記制御部(190)に伝達する入力部(191)が設けられる。前記入力部(191)は、ボタン、マイク、タッチパネルなどを含むことができる。また、音やデータなどの信号を送受信して前記制御部(190)と連結される送受信部(192)が具備され、前記制御部(190)と連結されて画像や音などを出力する出力部(193)が設けられる。前記出力部(193)は、画像装置、スピーカーなどを含むことができる。また、前記制御部(190)の信号に基づいて動作する衝撃振動発生装置(194)が含まれ、前記衝撃振動発生装置(194)は、固定部(195)と前記固定部(195)に対して回転する回転部(196)が具備され、前記固定部(195)にはストッパー(197)が設けられ、前記回転部(196)には突起(198)が備えられて、前記回転部(196)が回転するとき、前記ストッパー(197)と前記突起(198)が回転を妨げるように構成される。前記ストッパー(197)は、前記固定部(195)の一端に取り付けることができるが、これに限定されるものではなく、前記固定部(195)以外の他の構成要素に取り付けることもできる。また、前記マルチメディア再生装置の前記衝撃振動発生装置(194)は、前述した図7、図9、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17等の実施例による衝撃振動発生装置を用いることができ、また、それらの任意の組み合わせで構成される衝撃振動発生装置を用いることができる。前記衝撃振動発生装置(194)は、単衝撃振動や連続衝撃振動などの物理的な衝撃振動を前記制御部(190)の信号に基づいて発生させて、ユーザーの実体感を増大させることができる。
図22aは、本発明のマウスの一実施例に係る構成図を例示したものであり、図22bは、衝撃発生装置の構成概念図を示したものである。コンピュータ入力装置の一つとして、机の上などで移動すればそれに応じて画面に表示されるカーソル(cursor)が動き、上にあるボタンを押してコマンドを選択したり、プログラムを実行したりするマウス内部に衝撃振動発生装置(200)が含まれ、前記衝撃振動発生装置(200)は、固定部(201)と前記固定部(201)に対して回転する回転部(202)が具備され、前記固定部(201)にはストッパー(203)が設けられ、前記回転部(202)には突起(204)が備えられて、前記回転部(202)が回転するとき、前記ストッパー(203)と前記突起(204)が回転を妨げるように構成される。前記ストッパー(203)は、前記固定部(201)の一端に取り付けることができるが、これに限定されるものではなく、前記固定部(201)以外の他の構成要素に取り付けることもできる。また、前記マウスの前記衝撃振動発生装置は、前述した図7、図9、図11、図12、図13、図14、図15、図16、図17等の一実施例に係る衝撃振動発生装置を用いることができ、また、それらの任意の組み合わせから構成される衝撃振動発生装置を用いることができる。
以上、本発明の一実施例を例示して説明をしたが、これは例示的なものに過ぎず、当該分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形、変更及び均等の範囲の実施例が可能であることを理解するであろう。また、前述した(A)、(B)、(C)、(D)、(E)に示す特徴を活用して、さまざまな組み合わせや変形及び均等な範囲の実施例などが非常に容易であることがやさしく理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護は、次の特許請求の範囲によって定められるべきである。

Claims (18)

  1. 回転軸;
    中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転する磁石を備える回転部;
    前記回転軸を支持し、コイルが配置される固定部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とする衝撃振動発生装置。
  2. 前記固定部に配置される前記コイルは、前記磁石と回転の放射方向の空隙を形成することを特徴とする請求項1に記載の衝撃振動発生装置。
  3. 前記固定部に配置される前記コイルは、前記磁石と回転の軸方向の空隙を形成することを特徴とする請求項1に記載の衝撃振動発生装置。
  4. 前記固定部の内部中央に孔が形成され、そこに前記回転軸が配置され、前記固定部の外周にコイルが配置され；
    前記回転部は、前記固定部を囲み、前記回転軸が前記回転部の中心部に連結され、前記固定部に対して回転し、前記回転部の磁石が、前記回転部の内周面に設けられることを特徴とする請求項1に記載の衝撃振動発生装置。
  5. 前記回転部の磁石と前記コイルとの間に軸方向の空隙が形成されることを特徴とする請求項4に記載の衝撃振動発生装置。
  6. 回転軸;
    中心部に前記回転軸が配置され、前記回転軸の周りに配置されて回転するコイルを備える回転部;
    前記回転軸を支持して、磁石が設けられる固定部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記回転部が回転するとき、前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とする衝撃振動発生装置。
  7. 前記固定部に配置される前記磁石は、前記コイルと回転の放射方向の空隙を形成し;
    前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;及び前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の衝撃振動発生装置。
  8. 前記固定部に配置される前記磁石は、前記コイルと回転の軸方向の空隙を形成し;
    前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;及び前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の衝撃振動発生装置。
  9. 前記固定部は、前記回転部を囲み；
    前記回転部のコイルは、前記回転軸の周りに配置され、前記回転軸とともに回転し；
    前記回転軸の周りにおいて、前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;及び前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の衝撃振動発生装置。
  10. 前記回転部の内部に孔が形成され、前記回転部の外周にコイルが配置され；
    前記固定部は、前記回転部の内孔に配置される回転軸及び前記コイルとの間に軸方向の空隙を形成する磁石を備え；
    前記回転軸と同心に配置され、前記コイルと連結される整流子;及び前記整流子と摺接する少なくとも一対のブラシをさらに含むことを特徴とする請求項6に記載の衝撃振動発生装置。
  11. 前記突起と前記ストッパーのうち少なくとも1つは弾性体が備えられることを特徴とする請求項1又は6に記載の衝撃振動発生装置。
  12. 前記ストッパーが前記衝撃振動発生装置の外部に備えられることを特徴とする請求項1又は6に記載の衝撃振動発生装置。
  13. 前記突起が回転軸に備えられることを特徴とする請求項1又は6に記載の衝撃振動発生装置。
  14. ゲーム操作装置において、
    ゲーム操作信号を発生する複数のゲーム操作ボタン;
    前記複数の操作ボタンから得られた操作データを送信し、伝達データを受信する制御部;及び
    前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、
    前記衝撃振動発生装置は、固定部;
    前記固定部に対して回転する回転部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とするゲーム操作装置。
  15. ゲーム装置において、
    ゲームの状態を制御し、データを処理して周辺装置と信号を送受信する本体;
    前記本体と連結されて画像や音を出力する出力部；
    前記本体と信号を送受信し、ユーザーがゲームを操作して信号を発生するゲーム操作装置；及び
    前記ゲーム操作装置の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、
    前記衝撃振動発生装置は、固定部;
    前記固定部に対して回転する回転部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とするゲーム装置。
  16. 通信端末機において、
    信号処理および装置制御のための制御部;
    入力信号を前記制御部に伝達する入力部;
    信号を送受信して前記制御部と連結される送受信部；
    前記制御部と連結されて画像や音などを出力する出力部；及び
    前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、
    前記衝撃振動発生装置は、固定部;
    前記固定部に対して回転する回転部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とする通信端末機。
  17. マルチメディア再生装置において、
    信号処理および装置制御のための制御部;
    入力信号を前記制御部に伝達する入力部;
    信号を送受信して前記制御部と連結される送受信部；
    前記制御部と連結されて画像や音を出力する出力部；及び
    前記制御部の信号に基づいて衝撃振動を発生する衝撃振動発生装置を含み、
    前記衝撃振動発生装置は、固定部;
    前記固定部に対して回転する回転部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とするマルチメディア再生装置。
  18. コンピュータ入力装置として使用することができるマウス装置において、
    衝撃振動発生装置を含み、
    前記衝撃振動発生装置は、固定部;
    前記固定部に対して回転する回転部;
    前記回転部の一端に取り付けられ、前記回転部とともに回転する少なくとも一つの突起;及び
    前記突起と接触して前記回転部の回転を妨げる少なくとも一つのストッパーを含むことを特徴とするマウス装置。
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