| 【発明の名称】 |
振動発生装置及び前記装置を搭載した電子機器 |
| 【発明者】 |
【氏名】増田 淳
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプス電気株式会社内
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| 【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。 |
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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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【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ＤＣ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１０１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１０３は、上下２段に重ねて設けられたヨーク１０４，１０５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 handyphone system）、ページャー、ＰＤＡ（personal digital assistant）、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１１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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００９８
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月１０日（２００１．９．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５４５３
【弁理士】
【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８０１６８（Ｐ２００３−８０１６８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月１８日（２００３．３．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７３８０１（Ｐ２００１−２７３８０１） |
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