JP3831648B2

JP3831648B2 - Vibration generating apparatus and electronic device equipped with the apparatus

Info

Publication number: JP3831648B2
Application number: JP2001295735A
Authority: JP
Inventors: 淳増田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003093969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯機器などに搭載して携帯機器のケースを振動させる振動発生装置に係り、特に振動に変化を与え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】
テレビゲーム用などに使用されるコントローラには、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。この種の振動発生装置を搭載してゲームの状況に応じてケースを振動させて操作者に前記振動による感触を与えることでゲームの臨場感をより高められるようになっている。
【０００３】
この種の振動発生装置は、ブラシ付きのＤＣモータやコアレスモータの回転軸に偏心運動させるための錘（分銅）が取り付けられており、この錘を回転させて得られる遠心力でモータを振動させ、ケースを振動させるものである。例えば、テレビゲーム機器に使用されるコントローラでは、ケース内に大小２種類の振動発生装置を搭載することで、振動の大きさを変えることができる。
【０００４】
また、その他の振動発生装置として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、上記した従来の錘を用いた振動発生装置では、大小の装置を搭載することで異なる種類の振動を発生できるものの、めりはりのない単調な振動しか得ることができず、ゲーム機器として使用した場合に前記振動を利用できるゲームの種類が限定される。またソレノイド方式では、大電流が必要で、しかも小型化を図ることができない。
【０００６】
また、携帯電話の画面をカラー化したものが普及しつつあり、さらに携帯電話内にゲームソフトを組み込んだものも市販されている。しかし、携帯電話は非常に小型で実装密度が高いため、ゲーム用途として複数の振動発生装置を搭載することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、低消費電力で且つ小型のケース内にも搭載でき、さらに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モータと、前記モータの回転軸と前記ケースとの間を連結する弾性部材と、前記モータの前記回転軸を往復動作させる制御部とが設けられており、
前記回転軸が一方向へ回動した後、他方向へ回動する際に、前記弾性部材による復帰力が前記回転軸に作用して、前記モータから前記ケースへ振動が与えられることを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、ケース内に支持されるモータと、前記モータの回転軸と前記ケースとを結ぶ弾性部材と、前記モータの前記回転軸を往復動作させる制御部とが設けられており、
前記回転軸の往復動作により、前記回転軸の動力が前記弾性部材を介して前記ケースに伝達されて、前記モータから前記ケースに振動が伝達されることを特徴とするものである。
【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ることが好ましい。また前記回転軸の少なくとも一部が、回転中心に対して質量が偏って分布する形状であってもよい。
【００１１】
また前記モータはステッピングモータであることが好ましい。
また、前記制御部によって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。また前記制御部によって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】
上記発明では、モータを往復運動させたときに、反転動作時に生じる衝撃で振動または減衰振動を得ることができる。またこの場合にステッピングモータを使用すると、他の種類のモータよりも振動的な動きで、しかも駆動周波数を変えるだけで簡単に回転数を変化させることができるため、多彩な振動が得られる。またステッピングモータは、始動や停止に対する応答性に優れるので振動にメリハリを与えることができる。さらに、多彩な振動モードを得るために複数の振動発生装置を設ける必要がないので、携帯電話などの小さな携帯端末のケース内にも搭載可能である。
【００１３】
また本発明の電子機器は、前記振動発生装置が設けられているものであり、例えば携帯電話、ＰＨＳ（personal handyphone system）、ページャー、ＰＤＡ（personal digital assistant）、ノートＰＣ、マウスなどのポインティングデバイス、キーボード、おもちゃなどを挙げることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の振動発生装置の第１の実施の形態を示す斜視図、図２は側面図、図３は図２の３−３線での切断断面図である。また図１５は本発明の振動発生装置が搭載された電子機器の概略を示すブロック図である。
【００１５】
この振動発生装置１０では、ケース１にモータ２が設けられている。ケース１は、合成樹脂で四角箱型に成形され、一側面の全体が開放した開口１ａが形成され、さらにケース１の上面１ｂには前記開口１ａの上縁中央部分から四角形状の切欠部１ｃが形成されている。ただし、以下では、ケース１が簡略化された小型のものを例示しているが、前記ケース１がゲームコントローラや携帯電話等を構成するケース全体であってもよい。
【００１６】
モータ２は、パルス駆動可能なステッピングモータであり、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。モータ２の上面中央には軸受４が設けられており、この軸受４に回転軸５の先端が上方へ突出した状態で回転自在に支持されている。また前記モータ２の側面には、ゴム製で帯状に形成された緩衝部材６が巻かれており、前記モータ２を前記ケース１の開口１ａから挿入したときに、前記緩衝部材６がモータ２の側面とケース１の内側面１ｄとの隙間に配設されて、前記モータ２が前記ケース１内に確実に保持される。ただし、モータ２をケース１に固定する際に同時に接着剤やねじを用いてもよい。なお、前記緩衝部材６を介在させることで、モータ２が駆動したときの高周波数なノイズを除去することができる。
【００１７】
前記モータ２の回転軸５には、錘１２が偏心した状態で設けられている。また回転軸５には、前記錘１２と前記ケース１の上面１ｂとの間に、錘１２と同一方向に延びるアーム１３が固定されており、前記アーム１３と前記錘１２との間の外縁において、双方を接合する軸１４が一体に設けられている。また前記ケース１の上面１ｂには、前記回転軸５を挟んで軸１４と対向する位置に係止突起１５が形成されている。
【００１８】
前記回転軸５の周囲には、弾性部材としてのねじりコイルバネ１６が設けられている。このねじりコイルバネ１６は回転軸５の周囲に巻回されて支持されており、前記ねじりコイルバネ１６の一端が前記軸１４に係止され、他端が前記係止突起１５に係止されている。図３に示す状態は、前記ねじりコイルバネ１６が中立状態にある場合であって、回転軸５と軸１４と係止突起１５とが互いに平行で且つ直線上に位置するように組み込まれている。
【００１９】
前記振動発生装置１０では、前記モータ２を図３に示す紙面時計回り方向と反時計回り方向に往復運動させると、Ａ方向からＢ方向への反転動作時またはＢ方向からＡ方向への反転動作時に衝撃が発生し、前記衝撃でケース１を振動させることができる。また一方向へ始動して停止したときの減衰運動によりケース１を振動させることができる。
【００２０】
ここで使用されるモータ２は、従来から使用されているＤＣモータを用いて回転軸を往復動作させてもよいが、特にステッピングモータを使用して往復動作させると周波数（駆動パルス）を変えるだけで回転速度を容易に制御できる。その結果、振動の周波数を変化させることができるので、多彩な振動をケースに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、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。
【００２１】
なお、前記振動発生装置１０では、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。この方式のモータは、２つの相を一度に励磁するものであり、ＮとＳに着磁されたロータマグネットの組立体が固定された回転軸が回転自在に支持されており、前記ロータマグネットの組立体の周囲にステータコイルの組立体が配置される構造である。このような２相励磁方式のモータを組み込むことで、１相励磁よりも大きな駆動トルクを得ることが可能になる。
【００２２】
前記振動発生装置１０は、図１５に示すように、制御部１１を有し、この制御部１１にモータ２がモータドライバ２ａを介して接続されている。この制御部１１では、前記モータ２に与える駆動パルスを制御しており、この駆動パルスによって振動の周波数を変化させたり、または振動の振幅を変化させることができる。
【００２３】
また前記振動発生装置１０は、前記制御部１１に操作部１５０を接続することで電子機器２００として使用できる。ただし、電子機器１５０には必ずしも操作部１５０が設けられている必要はない。なお、前記制御部１１には、さらに液晶パネルなどの表示部やサウンドの出力装置が設けられていてもよい。前記操作部１５０から前記制御部１１に操作信号を与えることで、前記振動発生装置１０のモータ２を駆動させてケースを振動させることができる。このような電子機器２００としては、携帯電話、ＰＨＳ、ページャー、ＰＤＡ、ノート型のパーソナルコンピュータ、マウス、キーボード、遊具などを挙げることができる。
【００２４】
図４と図５は、本発明の振動発生装置の第２の実施の形態を示す側面図と、図４の５−５線での断面図である。
【００２５】
この振動発生装置２０は、前記振動発生装置１０を小型化した装置であり、モータ２２の回転軸２３が突出する側にケース２１がねじ２１ａ，２１ａでねじ固定されている。ケース２１は、回転軸２３の周囲を覆い且つ上部及び一部側面が開放した形状であり、前記振動発生装置１０と同様な変換手段が設けられている。すなわち、回転軸２３には、錘２４とアーム２５と軸２６が一体となって固定され、ケース２１には係止突起２７が形成されている。さらに、回転軸２３にはねじりコイルバネ２８が設けられ、一端が前記軸２６に係止され、他端が前記係止突起２７に係止されている。
【００２６】
この振動発生装置２０においても前記振動発生装置１０と同様に、モータ２２の回転軸２３を図の両矢印で示すように往復運動させることで、反転動作時の衝撃による振動、または減衰動作による振動によりケース２１を振動させることができる。
【００２７】
図６は、本発明の振動発生装置の第３の実施の形態を示す斜視図である。図６に示す振動発生装置３０では、ケース３１に、モータ３２と金属製の板ばね３４（弾性部材）が設けられている。
【００２８】
前記モータ３２は、ゴム製の緩衝部材３３を介してケース３１の上面３１ａに固定されている。また前記板ばね３４は、ケース３１の上面３１ａから垂直に延びて形成された支持板３１ｂの側面に設けられている。なお、支持板３１ｂには位置決め突起３１ｃと取り付け穴が形成され、板ばね３４には位置決め穴３４ａとねじ穴が形成されており、前記位置決め穴３４ａを前記位置決め突起３１ｃと嵌合させ、そしてねじ部材をねじ穴に挿入して取り付け穴に螺着することで板ばね３４がケース３１に固定される。
【００２９】
前記振動発生装置３０では、前記板ばね３４が前記回転軸３６を常に付勢している。前記と同様にモータ３２を駆動して回転軸３６を往復回転させることで、回転軸３６の反転動作時に生じる衝撃または減衰振動をケース３１に振動として伝達できる。また、図６に示す振動発生装置３０では、前記回転軸３６を一方向へ連続回転させることにより、回転軸３６の回転による振動を板ばね３４によりケース３１へ伝達させて、ケース３１を振動させることも可能である。
【００３０】
図７に示すモータ３７は、図６の振動発生装置３０に搭載されるモータ３２の変形例である。このモータ３７には、Ｘ−Ｙ平面で切断される断面が円形状の軸３８ａと、前記軸３８ａの先端に回転中心に対して質量が異なって分布するＸ−Ｙ平面で切断される断面が楕円形状の当接部３８ｂで構成された回転軸３８が設けられている。この場合には、前記回転軸３８の当接部３８ｂの側面が板ばね３４によって常に押圧される。なお、前記モータ３７では、軸３８ａと当接部３８ｂとが一体に形成されているものであってもよく、また楕円形状の当接部３８ｂは少なくとも板ばね３４が当たる部分にのみ設けられていればよい。このようなモータ３７が搭載された振動発生装置にすると、当接部分が円形の場合に比べて板ばね３４からケース３１に伝達される振動を大きくできる。
【００３１】
図８に示す振動発生装置４０は、図６に示す振動発生装置３０の他の変形例を示す斜視図である。なお、振動発生装置４０は振動発生装置３０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。
【００３２】
この振動発生装置４０では、前記振動発生装置３０のモータ３２の回転軸３６に錘４１が固定されたものである。このように錘４１を設けるとモータ３２を駆動させたときに前記振動発生装置３０よりも同様の動作量で大きな振動を得ることができる。前記振動発生装置４０では、前記回転軸３６および錘４１を往復回転させると、回転軸３６に発生する振動が板ばね３４を伝わってケース３１に伝達されて、振動が発生する。このように振動が板ばね３４を伝わって前記ケース３１に伝達されることにより振動発生装置４０の全体が振動する。
【００３３】
また、図８に示す振動発生装置４０においても、図７で示したものと同様に、板ばね３４で押圧される部分の回転軸３６の形状が楕円形状であってもよい。
【００３４】
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、図８に示す振動発生装置４０の変形例として、ケースに固定された板ばね３４で錘４１を付勢してもよい。また図６と図８に示す振動発生装置３０，４０に設けられている錘４１を設けずにモータを単体で駆動させてケース３１を振動させるようにしてもよい。またこのときのモータは図７に示すモータ３７であってもよい。
【００３５】
次に、本発明の振動発生装置における振動の制御方法について図９ないし図１４を参照して説明する。
【００３６】
図９に示す波形は図１０及び図１１の基準となる波形であり、横軸が時間ｔ、縦軸が回転軸の回転角度を意味している。
【００３７】
モータ２に１パルス入力すると、中立位置Ｏからａ１点まで錘１２が変位（回転）する。このとき錘１２はねじりコイルバネ１６，２８（または板ばね３４）を撓ませる。そしてこのとき、前記とは逆回転方向の励磁を与えると、反転による衝撃力が前記ねじりコイルバネ１６，２８（または板ばね３４）に生じる。その後、錘１２は前記ねじりコイルバネ１６，２８（または板ばね３４）の弾性復元力と励磁によりｂ１点まで変位する。このように錘１２を往復運動させることで、１ステップ毎に発生する反転衝撃力を前記ねじりコイルバネ１６，２８（または板ばね３４）を介してケース１の振動に変換できる。
【００３８】
前記振動発生装置では、前記ａ１点、ｂ１点、ａ２点、ｂ２点、…で励磁を切り替えた際に反転による衝撃、およびこの衝撃に基づく減衰振動が発生し、前記バネを伝わってケース１に伝達され、その結果前記回転軸の往復運動の周期に比例した断続的な振動が発生する。
【００３９】
また、図１０に示す波形図は、ステッピングモータで回転軸を一方向へ２ステップで回転させ、その後に励磁を逆回転方向に切り替え、２ステップで回転軸を逆転させるという往復動作を行わせた場合を示している。なお、１ステップとは、１パルスでステッピングモータを所定角度回転させることを意味している。
【００４０】
図１０では、中立位置Ｏから一方向に１ステップでａ１点まで変位させ、さらに次の１ステップで同一方向にｂ１点まで変位させる。その後、励磁を反転させて前記とは逆方向に各１ステップでａ２点、ｃ１点、ｄ１点まで変位させ、それを往復動作させた状態を示している。
【００４１】
この駆動方式では、ａ１点、ａ２点、ｃ１点、ｃ２点、…で回転軸の回転速度が急速に変化するため、前記各点において衝撃とその衝撃による減衰振動が発生し、さらにｂ１点、ｄ１点、ｂ２点、ｄ２点、…で回転軸の方向がばねで戻されるため大きな衝撃およびその衝撃に基づく減衰振動が発生する。この振動により、断続的な振動が継続することになる。
【００４２】
また図１１に示す波形図は、パルスモータの１パルスでロータの回転角度を２ステップの間隔に相当する角度回転させてａ１点に移動させ、その後に励磁を解除してばねの弾性復帰力で回転軸をＯ点に戻し、さらに１パルスで逆方向へ２ステップ分の角度だけ回転させ、これを繰り返すものである。
【００４３】
図１１では、回転軸の往復回転角度が図９に示す角度の２倍になる。よってａ１点、ｂ１点、…でばねによる復帰力が回転軸に大きな力として作用する。よってａ１点、ｂ１点、…での速度変化点での衝撃と、その衝撃に基づく減衰振動が大きくなり、ばねを介してケースに伝わる振動が大きくなり、ケースを大きく振動させることができる。
【００４４】
次に、図１２に示す波形図では、モータ２に与える周波数を高い周波数から低い周波数に切り替えるときに無通電時間を設けたものである。無通電時間を設けると、振動の種類が変化したことを強く体感でき、特に低い周波数と高い周波数との間隔が短い場合に、微妙な振動の変化を体感できるようになる。その結果振動にめりはりをつけることが可能になる。また図１３に示すように、中立位置Ｏのｂ１点，ｄ１点，ｂ２点において励磁させることによっても、振動にめりはりをつけることができ、振動の変化を確実に体感できる。
【００４５】
図１４に示す波形図は、さらに振動に多彩な変化を与えるための制御方法である。これは、周波数を変化させることで１ステップ毎の変位速度を変化させることができる。このように１ステップごとに速度を可変にすることで衝撃の程度を変化させることができ、これに伴って多彩な振動を体感できる。
【００４６】
また、前記モータを往復運動させるときの振動によって音を発生させることができるが、その振動の周波数を変化させることにより、振動音で音階を生成して所望のメロディを奏でることができ、また振動の波形を図９に示す周期的なものだけでなく、図１４に示す波形にするこで振動により発生する音のテンポを変化させることも可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した本発明では、小型のケースに搭載したとしても多彩な振動を発生させることができる。しかも、振動にめりはりを与えることができるので、振動の変化を確実に体感できる。特にステッピングモータを使用することで回転動作を容易に制御でき、多彩な振動を発生できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の振動発生装置を示す斜視図、
【図２】第１の実施の振動発生装置を示す側面図、
【図３】図２の３−３線での断面図、
【図４】本発明の第２の実施の形態の振動発生装置を示す側面図、
【図５】図４の５−５線での断面図、
【図６】本発明の第３の実施の形態の振動発生装置を示す斜視図、
【図７】振動発生装置に搭載されるモータの変形例を示す斜視図、
【図８】図６の振動発生装置の変形例を示す斜視図、
【図９】時間と変位の関係を示す基準波形図、
【図１０】２ステップ毎で反転動作させたときの波形図、
【図１１】１パルスで２ステップ間隔移動させたときの波形図、
【図１２】振動の変化を明確に発揮するための手段を説明する説明図、
【図１３】振動の変化を明確に発揮するための他の手段を説明する説明図、
【図１４】周波数を変化させたときの波形図、
【図１５】振動発生装置が搭載された電子機器を示すブロック図、
【符号の説明】
１，２１，３１ケース
２，２２，３２モータ
２ａモータドライバ
４軸受け
５，２３，３６回転軸
６緩衝部材
１０，２０，３０，４０振動発生装置
１１制御部
１２，２４，４１錘
１３，２５アーム
１４，２６軸
１５，２７係止突起
１６，２８ねじりコイルバネ
３４板ばね
１５０操作部
２００電子機器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration generator that is mounted on a portable device or the like and vibrates a case of the portable device, and more particularly to a vibration generator that can change the vibration and an electronic device that includes the device.
[0002]
[Prior art]
A controller used for video games and the like is provided with a vibration generating device that generates vibration in a case. By mounting this type of vibration generating device, the case is vibrated according to the game situation to give the operator a feel by the vibration, so that the realism of the game can be further enhanced.
[0003]
In this type of vibration generator, a weight (weight) for eccentric movement is attached to the rotating shaft of a brushed DC motor or coreless motor, and the motor is vibrated by centrifugal force obtained by rotating the weight. The case is vibrated. For example, in a controller used for a video game machine, the magnitude of vibration can be changed by mounting two types of large and small vibration generators in the case.
[0004]
Another type of vibration generator is a solenoid type, which generates vibrations by reciprocating an iron core in the axial direction by a magnetic field generated by passing a current through a coil.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional vibration generator using the weight can generate different types of vibrations by installing large and small devices, but can only obtain monotonous vibrations without any stickiness, and as a game machine The types of games that can use the vibration when used are limited. The solenoid system requires a large current and cannot be downsized.
[0006]
Colored mobile phone screens are becoming widespread, and those with game software incorporated in mobile phones are also commercially available. However, since a mobile phone is very small and has a high mounting density, it is difficult to mount a plurality of vibration generators for game purposes.
[0007]
The present invention solves the above-described conventional problems, and has a low power consumption, can be mounted in a small case, and can generate a variety of vibrations, and an electronic apparatus including the device. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a motor supported in the case, and an elastic member connecting between the casing and the rotary shaft of said motor is provided a control unit for reciprocating action of the rotary shaft of the motor,
When the rotating shaft rotates in one direction and then rotates in the other direction, a return force by the elastic member acts on the rotating shaft and vibration is applied from the motor to the case. To do.
[0009]
Further, the present invention is provided with a motor supported in the case, an elastic member connecting the rotation shaft of the motor and the case, and a control unit for reciprocating the rotation shaft of the motor,
By the reciprocating motion of the rotating shaft, the power of the rotating shaft is transmitted to the case via the elastic member, and vibration is transmitted from the motor to the case .
[0010]
Moreover, it is preferable that a weight whose mass is distributed with a deviation with respect to the rotation center is attached to the rotation shaft. Further, at least a part of the rotation shaft may have a shape in which mass is distributed with a distribution with respect to the rotation center.
[0011]
The motor is preferably a stepping motor.
In addition, a drive pulse given to the stepping motor may be controlled by the control unit, and the frequency of the vibration may be variable. Moreover, the drive pulse given to the stepping motor may be controlled by the control unit, and the amplitude of the vibration may be variable.
[0012]
In the above invention, when the motor is reciprocated, vibration or damped vibration can be obtained by an impact generated during the reversing operation. In this case, if a stepping motor is used, the number of rotations can be changed more simply by changing the driving frequency with more vibrational movement than other types of motors, so that a variety of vibrations can be obtained. In addition, since the stepping motor is excellent in responsiveness to starting and stopping, it can give sharpness to vibration. Furthermore, since it is not necessary to provide a plurality of vibration generators in order to obtain various vibration modes, it can be mounted in the case of a small portable terminal such as a cellular phone.
[0013]
Further, the electronic device of the present invention is provided with the vibration generating device, for example, a mobile phone, a PHS (personal handyphone system), a pager, a PDA (personal digital assistant), a notebook PC, a pointing device such as a mouse, List keyboards and toys.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a perspective view showing a first embodiment of the vibration generator of the present invention, FIG. 2 is a side view, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. FIG. 15 is a block diagram showing an outline of an electronic apparatus equipped with the vibration generator of the present invention.
[0015]
In this vibration generator 10, a motor 2 is provided in the case 1. The case 1 is formed of a synthetic resin into a square box shape, and an opening 1a is formed in which one entire side surface is open. Further, a rectangular notch 1c is formed on the upper surface 1b of the case 1 from the central portion of the upper edge of the opening 1a. Is formed. However, in the following, the case 1 is illustrated in a simplified form, but the case 1 may be the entire case constituting a game controller, a mobile phone, or the like.
[0016]
The motor 2 is a stepping motor capable of pulse driving, and is a motor that rotates by a certain angle with respect to one driving pulse. A bearing 4 is provided at the center of the upper surface of the motor 2, and the bearing 4 is rotatably supported with the tip of the rotating shaft 5 protruding upward. Also, a rubber-made buffer member 6 is wound around the side surface of the motor 2, and when the motor 2 is inserted from the opening 1 a of the case 1, the buffer member 6 is attached to the motor 2. The motor 2 is securely held in the case 1 by being disposed in a gap between the side surface and the inner side surface 1 d of the case 1. However, an adhesive or a screw may be used simultaneously when fixing the motor 2 to the case 1. By interposing the buffer member 6, it is possible to remove high-frequency noise when the motor 2 is driven.
[0017]
A rotating shaft 5 of the motor 2 is provided with a weight 12 in an eccentric state. Further, an arm 13 extending in the same direction as the weight 12 is fixed to the rotary shaft 5 between the weight 12 and the upper surface 1 b of the case 1, and at the outer edge between the arm 13 and the weight 12. The shaft 14 that joins both is integrally provided. A locking projection 15 is formed on the upper surface 1b of the case 1 at a position facing the shaft 14 with the rotating shaft 5 in between.
[0018]
A torsion coil spring 16 as an elastic member is provided around the rotary shaft 5. The torsion coil spring 16 is wound around and supported around the rotary shaft 5, and one end of the torsion coil spring 16 is locked to the shaft 14 and the other end is locked to the locking protrusion 15. The state shown in FIG. 3 is a case where the torsion coil spring 16 is in a neutral state, and the rotary shaft 5, the shaft 14, and the locking projection 15 are incorporated so as to be parallel to each other and on a straight line.
[0019]
In the vibration generator 10, when the motor 2 is reciprocated in the clockwise direction and the counterclockwise direction shown in FIG. 3, the reversing operation from the A direction to the B direction or the reversing operation from the B direction to the A direction is performed. Sometimes an impact occurs, and the case 1 can be vibrated by the impact. Further, the case 1 can be vibrated by a damping motion when starting and stopping in one direction.
[0020]
The motor 2 used here may reciprocate the rotary shaft using a DC motor that has been conventionally used. However, when the reciprocating operation is performed using a stepping motor, only the frequency (driving pulse) is changed. Can easily control the rotation speed. As a result, since the vibration frequency can be changed, various vibrations can be given to the case. Further, when a stepping motor is used, the response to start and stop is excellent, so that it is possible to give a vibration to the vibration.
[0021]
In the vibration generator 10, for example, a two-phase excitation stepping motor can be used as the motor 2. This type of motor excites two phases at once, and a rotating shaft on which a rotor magnet assembly magnetized in N and S is fixed is rotatably supported. In this structure, the stator coil assembly is arranged around the assembly. By incorporating such a two-phase excitation type motor, it becomes possible to obtain a driving torque larger than that of the one-phase excitation.
[0022]
As shown in FIG. 15, the vibration generator 10 has a control unit 11, and a motor 2 is connected to the control unit 11 via a motor driver 2a. The control unit 11 controls the drive pulse applied to the motor 2, and the drive pulse can change the frequency of vibration or change the amplitude of vibration.
[0023]
Further, the vibration generator 10 can be used as the electronic device 200 by connecting the operation unit 150 to the control unit 11. However, the operation unit 150 is not necessarily provided in the electronic device 150. The control unit 11 may be further provided with a display unit such as a liquid crystal panel and a sound output device. By giving an operation signal to the control unit 11 from the operation unit 150, the motor 2 of the vibration generator 10 can be driven to vibrate the case. Examples of such an electronic device 200 include a mobile phone, a PHS, a pager, a PDA, a notebook personal computer, a mouse, a keyboard, and a play equipment.
[0024]
4 and 5 are a side view and a cross-sectional view taken along line 5-5 in FIG.
[0025]
The vibration generator 20 is a device in which the vibration generator 10 is miniaturized, and a case 21 is screwed with screws 21a and 21a on the side from which the rotating shaft 23 of the motor 22 projects. The case 21 has a shape that covers the periphery of the rotating shaft 23 and is open at the top and part of the side surface, and is provided with conversion means similar to that of the vibration generator 10. That is, the weight 24, the arm 25, and the shaft 26 are integrally fixed to the rotating shaft 23, and the locking projection 27 is formed on the case 21. Further, the rotating shaft 23 is provided with a torsion coil spring 28, one end is locked to the shaft 26, and the other end is locked to the locking protrusion 27.
[0026]
In this vibration generator 20, as in the vibration generator 10, the reciprocating motion of the rotating shaft 23 of the motor 22 as shown by the double-headed arrow in FIG. Thus, the case 21 can be vibrated.
[0027]
FIG. 6 is a perspective view showing a third embodiment of the vibration generator of the present invention. In the vibration generator 30 shown in FIG. 6, the case 31 is provided with a motor 32 and a metal leaf spring 34 (elastic member).
[0028]
The motor 32 is fixed to the upper surface 31 a of the case 31 through a rubber cushioning member 33. The plate spring 34 is provided on a side surface of a support plate 31b formed to extend vertically from the upper surface 31a of the case 31. The support plate 31b is formed with a positioning projection 31c and a mounting hole, the leaf spring 34 is formed with a positioning hole 34a and a screw hole, the positioning hole 34a is fitted with the positioning projection 31c, and a screw The plate spring 34 is fixed to the case 31 by inserting a member into the screw hole and screwing the member into the attachment hole.
[0029]
In the vibration generating device 30, the leaf spring 34 always urges the rotating shaft 36. By driving the motor 32 and reciprocatingly rotating the rotary shaft 36 in the same manner as described above, the impact or damped vibration generated during the reversing operation of the rotary shaft 36 can be transmitted to the case 31 as vibration. Further, in the vibration generator 30 shown in FIG. 6, the rotation shaft 36 is continuously rotated in one direction, so that the vibration caused by the rotation of the rotation shaft 36 is transmitted to the case 31 by the leaf spring 34 and the case 31 is vibrated. It is also possible.
[0030]
A motor 37 shown in FIG. 7 is a modification of the motor 32 mounted on the vibration generator 30 of FIG. The motor 37 has a circular cross section cut along the XY plane, and a cross section cut along the XY plane where the mass is distributed differently from the rotation center at the tip of the shaft 38a. A rotating shaft 38 configured by an elliptical contact portion 38b is provided. In this case, the side surface of the contact portion 38 b of the rotating shaft 38 is always pressed by the leaf spring 34. In the motor 37, the shaft 38a and the contact portion 38b may be integrally formed, and the elliptical contact portion 38b is provided only at a portion where the leaf spring 34 contacts. Just do it. When such a vibration generator mounted with the motor 37 is used, the vibration transmitted from the leaf spring 34 to the case 31 can be increased as compared with the case where the contact portion is circular.
[0031]
The vibration generator 40 shown in FIG. 8 is a perspective view showing another modification of the vibration generator 30 shown in FIG. The vibration generator 40 has substantially the same configuration as that of the vibration generator 30, and portions having the same reference numerals are the same as those of the vibration generator 30 and the description thereof is omitted.
[0032]
In this vibration generating device 40, a weight 41 is fixed to the rotating shaft 36 of the motor 32 of the vibration generating device 30. When the weight 41 is provided in this way, a large vibration can be obtained with the same amount of operation as that of the vibration generator 30 when the motor 32 is driven. In the vibration generating device 40, when the rotary shaft 36 and the weight 41 are reciprocally rotated, vibration generated in the rotary shaft 36 is transmitted to the case 31 through the leaf spring 34, and vibration is generated. In this way, the vibration is transmitted through the leaf spring 34 and transmitted to the case 31, so that the entire vibration generator 40 vibrates.
[0033]
Also in the vibration generator 40 shown in FIG. 8, the shape of the rotating shaft 36 of the portion pressed by the leaf spring 34 may be an elliptical shape as in the case shown in FIG. 7.
[0034]
The vibration generator of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, as a modification of the vibration generator 40 shown in FIG. 8, the weight 41 is biased by a leaf spring 34 fixed to the case. May be. The case 31 by driving the motor alone can be vibrated without providing a weight 41 provided in the vibration generator 30 and 40 shown in FIGS. 6 and 8. Further, the motor at this time may be the motor 37 shown in FIG.
[0035]
Next, a vibration control method in the vibration generator of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0036]
The waveform shown in FIG. 9 is a reference waveform in FIGS. 10 and 11, where the horizontal axis indicates time t and the vertical axis indicates the rotation angle of the rotation axis.
[0037]
When one pulse is input to the motor 2, the weight 12 is displaced (rotated) from the neutral position O to the point a1. At this time, the weight 12 bends the torsion coil springs 16 and 28 (or the leaf spring 34). At this time, if excitation in the direction opposite to the above is applied, an impact force due to reversal is generated in the torsion coil springs 16 and 28 (or the leaf spring 34). Thereafter, the weight 12 is displaced to the point b1 by the elastic restoring force and excitation of the torsion coil springs 16 and 28 (or the leaf spring 34). By reciprocating the weight 12 in this way, the reversal impact force generated at each step can be converted into the vibration of the case 1 via the torsion coil springs 16 and 28 (or the leaf spring 34).
[0038]
In the vibration generator, when switching excitation at the points a1, b1, a2, b2,..., An impact due to reversal and a damped vibration based on the impact are generated and transmitted to the case 1 through the spring. As a result, intermittent vibration proportional to the period of the reciprocating motion of the rotating shaft is generated.
[0039]
In the waveform diagram shown in FIG. 10, the stepping motor rotates the rotating shaft in one direction in two steps, then switches the excitation to the reverse rotating direction, and reciprocates the rotating shaft in two steps. Shows the case. One step means that the stepping motor is rotated by a predetermined angle with one pulse.
[0040]
In FIG. 10, it is displaced from the neutral position O in one direction to the point a1 in one step, and further in the next step to the point b1 in the same direction. Thereafter, the excitation is reversed, the state is displaced in the opposite direction to the points a2, c1, and d1 in one step each, and the state is reciprocated.
[0041]
In this driving method, the rotational speed of the rotary shaft changes rapidly at points a1, a2, c1, c2,..., So that an impact and a damped vibration due to the impact occur at each point. Since the direction of the rotating shaft is returned by the spring at the points d1, b2, d2,..., a large impact and a damped vibration based on the impact are generated. This vibration causes intermittent vibration to continue.
[0042]
In addition, the waveform diagram shown in FIG. 11 shows that the rotation angle of the rotor is rotated by an angle corresponding to the interval of two steps by one pulse of the pulse motor and moved to the point a1, and then the excitation is released and the elastic restoring force of the spring is used. The rotation axis is returned to the point O, and further rotated by an angle of two steps in the reverse direction with one pulse, and this is repeated.
[0043]
In FIG. 11, the reciprocating rotation angle of the rotating shaft is twice the angle shown in FIG. Therefore, the return force by the spring acts as a large force on the rotating shaft at the points a1, b1,. Therefore, the impact at the speed change point at the points a1, b1,... And the damping vibration based on the impact increase, and the vibration transmitted to the case via the spring increases, and the case can be vibrated greatly.
[0044]
Next, in the waveform diagram shown in FIG. 12, a non-energization time is provided when the frequency applied to the motor 2 is switched from a high frequency to a low frequency. When the non-energization time is provided, it is possible to strongly feel that the type of vibration has changed, and it is possible to feel a subtle change in vibration especially when the interval between the low frequency and the high frequency is short. As a result, it is possible to apply a beam to the vibration. Also, as shown in FIG. 13, by exciting at the b1, d1, and b2 points of the neutral position O, the vibration can be applied and the change in vibration can be experienced with certainty.
[0045]
The waveform diagram shown in FIG. 14 is a control method for giving various changes to the vibration. This can change the displacement speed for each step by changing the frequency. Thus, by changing the speed for each step, the degree of impact can be changed, and various vibrations can be experienced along with this.
[0046]
In addition, sound can be generated by vibration when the motor is reciprocated, but by changing the frequency of the vibration, a scale can be generated from the vibration sound and a desired melody can be played. It is possible to change the tempo of the sound generated by the vibration by making the waveform shown in FIG. 14 not only the periodic waveform shown in FIG. 9 but also the waveform shown in FIG.
[0047]
【The invention's effect】
In the present invention described above, various vibrations can be generated even when mounted in a small case. In addition, since it is possible to give a vibration to the vibration, it is possible to experience the change in vibration with certainty. In particular, the rotation operation can be easily controlled by using a stepping motor, and various vibrations can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a vibration generator according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view showing the vibration generator of the first embodiment;
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG.
FIG. 4 is a side view showing a vibration generator according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a vibration generator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a modified example of a motor mounted on the vibration generator;
FIG. 8 is a perspective view showing a modification of the vibration generator of FIG.
FIG. 9 is a reference waveform diagram showing the relationship between time and displacement;
FIG. 10 is a waveform diagram when the reversal operation is performed every two steps;
FIG. 11 is a waveform diagram when moving by two steps with one pulse;
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining means for clearly exhibiting a change in vibration;
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining another means for clearly exhibiting a change in vibration;
FIG. 14 is a waveform diagram when the frequency is changed;
FIG. 15 is a block diagram showing an electronic device equipped with a vibration generator;
[Explanation of symbols]
1, 2, 31 Case 2, 22, 32 Motor 2a Motor driver 4 Bearing 5, 23, 36 Rotating shaft 6 Buffer member 10, 20, 30, 40 Vibration generator 11 Control unit 12, 24, 41 Weight 13, 25 Arm 14, 26 Shafts 15, 27 Locking projections 16, 28 Torsion coil spring 34 Leaf spring 150 Operation unit 200 Electronic device

Claims

A motor supported in the case, and an elastic member connecting between the casing and the rotary shaft of said motor is provided a control unit for reciprocating action of the rotary shaft of the motor,
When the rotating shaft rotates in one direction and then rotates in the other direction, a return force by the elastic member acts on the rotating shaft and vibration is applied from the motor to the case. Vibration generator.

A motor supported in the case, and an elastic member connecting said a rotating shaft of the motor case is provided a control unit for reciprocating action of the rotary shaft of the motor,
Wherein the reciprocating motion of the rotary shaft, the power of the rotary shaft is transmitted to the casing through the elastic member, the vibration generator vibrating the casing from said motor, characterized in that it is transmitted.

Wherein the rotating shaft, the vibration generator according to claim 1 or 2 wherein the weight is attached to the mass is distributed unevenly with respect to the rotation center.

The vibration generator according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a part of the rotation shaft has a shape in which mass is distributed with a deviation from a rotation center.

The vibration generator according to claim 1, wherein the motor is a stepping motor.

The vibration generator according to claim 1, wherein the motor is a DC motor.

The vibration generating apparatus according to claim 5 , wherein a drive pulse applied to the stepping motor is controlled by the control unit so that a frequency of the vibration is variable.

The vibration generating apparatus according to claim 5 , wherein a drive pulse applied to the stepping motor is controlled by the control unit so that an amplitude of the vibration is variable.

Electronic apparatus, characterized in that the vibration generator is provided according to any one of claims 1 to 8.