JP2007111619A - 振動発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の振動発生装置1の第1弾性部材3、及び少なくとも第2弾性部材8は、互いにバネ定数が異なり、第1振動子5、及び少なくとも第2振動子9は、それぞれが振動可能になっており、第1振動子5、及び少なくとも第2振動子9のそれぞれが振動することで、異なる周波数で少なくとも2つの共振周波数の振動が発生して筐体2に伝達される。
【選択図】 図1
Description
特許文献1記載の振動発生装置50は、筐体51の天板51aに、板ばねからなる弾性部材52が取り付けられており、この弾性部材52は、一方側の固定部52aが天板51aに固定されて片持ち支持され、他方側の結合部54が可動子53に接着剤で固着されている。
また、可動子53の下面には、おもり58とコイル55が固定され、筐体51には、磁石56、56が筐体51の側壁51b、51bに沿って設けられ、磁石56、56と対向してヨーク57が設けられている。
そして、コイル55に一方向の電流が与えられると、磁束と電流とによって電磁力FがZ方向に発生し、可動子53に対してZ方向への駆動力を与えることができる。
可動子53の側方には、固定接点59aと可動接点59bを有するスイッチ59が設置され、固定接点59aが台座60上に固定されており、配線61を介してコイル55の一方の端部に接続されている。可動接点59bは配線62を介してパルス発生回路(電流供給回路)63に接続されている。パルス発生回路63は、コイル55の他方の端部に接続されている。
図8Aに示された状態では、スイッチ59が接続状態になっており、この接続状態の時に、入力部64から信号が入力されるとパルス発生回路63で発生するパルス電圧に同期して、コイル55に電流が流される。このとき、コイル55に一方向の電流が与えると、磁束と電流とによって電磁力FがZ方向に発生し、可動子53がZ方向に移動する。このことにより、可動接点59bがZ方向に押し下げられてスイッチ59の接続状態が維持される。
そして、この共振点Pで出力される略10(N)の大きな振動がクリック振動となり、このクリック振動を操作者が認識することができる。
本発明は、前述したような課題を解決するためになされたもので、異なる周波数で少なくとも2つの共振周波数を含む広い周波数範囲で大き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ことを目的とする。
また、前記課題を解決するための第2の手段として、前記バネ定数は、前記第1弾性部材より前記少なくとも第2弾性部材の方を小さくして、前記第1振動子の共振周波数より、前記少なくとも第2振動子の共振周波数の方が低い周波数となるようにしたことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第4の手段として、前記第1振動子は、下面に前記第1弾性部材を支持すると共に上面に前記第2弾性部材を支持した下壁と、この下壁の両端部に互いに対向配置した磁性材料からなる一対のヨークとを有し、前記一対のヨークに前記磁石をそれぞれ固着したことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第6の手段として、前記磁石は、互いに異なる磁極が上下に対向して配設され、互いに異なる磁極の境界部分に凹溝を形成し、この凹溝と対向する位置に前記コアの端部を位置させたことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第7の手段として、前記第1、第2弾性部材は、板バネからなり、前記第1弾性部材は、一端部部側が前記筐体の下板に固着されると共に、他端部側が前記第1振動子の下壁に固着され、前記第2弾性部材は、一端部側が前記第1振動子の下壁に固着されると共に、他端部側が前記第2振動子に固着されていることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第9の手段として、前記少なくとも第2振動子は、磁性材料からなる棒状のコアに巻回したコイルを有し、前記第1振動子には、前記コアの両端部と対向する位置に所定のギャップを有して一対の磁石が固着され、前記コイルに通電することで前記コアに発生する磁界が前記磁石の磁界に作用して、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子のそれぞれが振動し、前記第1振動子の振動が前記第1弾性部材を介して前記筐体に伝達されると共に、前記少なくとも第2振動子の振動が前記少なくとも第2弾性部材を介して前記筐体に伝達されることを特徴とする。
また、第1、第2弾性部材のバネ定数は、第1弾性部材より少なくとも第2弾性部材の方を小さくして、第1振動子の共振周波数より、少なくとも第2振動子の共振周波数の方が低い周波数となるようにしたので、第2振動子の振動は、代1弾性部材を通して確実に狂態に伝達される。
また、第1振動子は、下面に第1弾性部材を支持すると共に上面に第2弾性部材を支持した下壁と、この下壁の両端部に互いに対向配置した磁性材料からなる一対のヨークとを有し、一対のヨークに磁石をそれぞれ固着したので、磁石の磁界を高めることができる。
また、磁石は、互いに異なる磁極が上下に対向して配設され、互いに異なる磁極の境界部分に凹溝を形成し、この凹溝と対向する位置にコアの端部を位置させたので、前記突起と同様の効果を奏することができる。
また、第1、第2弾性部材は、板バネからなり、第1弾性部材は、一端部部側が筐体の下板に固着されると共に、他端部側が第1振動子の下壁に固着され、第2弾性部材は、一端部側が第1振動子の下壁に固着されると共に、他端部側が第2振動子に固着されているので、コイルに通電することで、第1、第2振動子を確実に振動させることができる。
また、第1振動子の振動が第1弾性部材を介して筐体に伝達されると共に、第2振動子の振動が第2弾性部材を介して筐体に伝達されるので、第1、第2振動子のそれぞれの振動が、独立して筐体に伝達され、この筐体に伝達される振動をクリック振動として、更に確実に感知できる。
そして、下板2aの内面には、所定のバネ定数で板バネからなる一対の第1弾性部材3の一端部側(図示右側)が接着剤等で固着されている。
また、一対の第1弾性部材3の他端部側(図示左側)が自由端となって、下板2aから所定寸法図示上方側に離間するように折り曲げされている。そして、第1弾性部材3の自由端状の他端部側には、第1振動子5が接着剤等で固着されて支持されて、図示上下方向に振動可能になっている。
即ち、筐体2の下板2亜に第1弾性部材3を介し所定寸法の隙間を有して第1振動子5が積層支持されている。
また、第1振動子5には、図示左端部側に第1磁界形成部6が形成されると共に、図示右端部側に第2磁界形成部7が形成されている。
そして、図示左端部側の第1磁界形成部6には、下部磁石6aと、この下部磁石6aと対向する上部側に上部磁石6bが積層され、この下部と上部の磁石6a、6bが第1振動子5のヨーク5bに接着剤等で固着されている。そして下部と上部の磁石6a、6bとは、図1に示すように、互いに対向する部分が境界面6cとなっている。
そして下部と上部の磁石7a、7bとは、互いに対向する部分が境界面7cとなっている。
また、第1振動子5の下壁5a上には、板バネからなる一対の第2弾性部材8が配設されており、この第2弾性部材8のバネ定数は、第1弾性部材3より小さくなっている。
即ち、第2振動子9は、第1振動子5に代2弾性部材8を介し所定寸法の隙間を有して積層支持されている。
また、第2振動子9は、第1、第2磁界形成部6、7間に配設された横長状で磁性材料からなる棒状のコア10と、このコア10の外周にボビン(図示せず)を介してコイル11が巻回されている。
このような第2振動子9は、図2に示すように、コ字状の保持部材12に保持されて、この保持部材12が、第2弾性部材8の自由端状の他端部に支持されて、第2振動子9が図示上下方向に振動可能になっている。
すると、それぞれの磁石6a、6b、及び7a、7bと、コア10との間に作用、反作用の互いに反対向きの力が発生する。そして、第1振動子5と第2振動子9とが、互いに反対方向に振動する。
また、同時に第2振動子9が振動することで、周波数の低い、例えば略38Hz付近に共振周波数である第2共振点P2が発生する。そして、第2共振点P2で、略10(N)と大きな振動を出力することができる。
そのために、本発明の振動発生装置1は、従来例のような、振動が高い周波数になるにつれて反力(N)が大きく減衰することが無く、略28Hzから略430Hzの間の広い周波数範囲で、反力が略2(N)以上と大きな振動を発生させることができる。
このような振動発生装置1を、例えばゲーム機等の外部機器のコントローラ(図示せず)に用いることで、広い周波数範囲で発生する振動を、操作者が確実に感知することができ、興味あるゲーム機とすることができる。
即ち、第1弾性部材3と少なくとも第2弾性部材8と、第1振動子5と少なくとも第2振動子9とを備え、第1振動子5及び少なくとも第2振動子9のそれぞれが振動することで、異なる周波数で少なくとも2つの共振周波数が発生して筐体2に伝達するものでも良い。
また、広い周波数範囲で反力の大きな振動を発生させることができる本発明の振動発生装置1に、オーディオ信号(アナログ信号)を入力し、通常のスピーカと同時に音楽を再生させたり、音階に対応した周波数で振動させて、メロディー等を奏でたりすることも可能である。
また、磁気バネの影響を無くする第1変形例の他の方法として、図4に示すように、コア10の端部と対向する磁石6a、6b、及び7a、7bの境界部分に凹溝6d、7dを形成しても良い。
あるいは、図示を省略するが、互いの磁石6a、6b及び7a、7bに着磁する際に、境界面6c、7c近傍に無着磁領域(ニュートラルゾーン)を形成しても良い。
このようにすることで、第1振動子5の下壁5aの同一位置に、第1、第2弾性部材3、8をスポット溶接等で固着することができ、組み立て性を向上できる。
このような第2の実施の形態は、第1振動子5、及び第2振動子9が、それぞれ独立して筐体2に支持されているので、第1振動子5に発生する共振周波数と、第2振動子9に発生する共振周波数とを、確実に筐体2に伝達することができる。
そのために、少なくとも2つの共振周波数を操作者が感知することができ、操作性に優れている。また、第2の実施の形態で発生する振動の周波数特性は、図7に示すものと同じであり、広い周波数範囲で大きな振動を発生させることができる。
2 筐体
2a 下板
3 第1弾性部材
5 第1振動子
5a 下壁
5b ヨーク
6 第1磁界形成部
6a 下部磁石
6b 上部磁石
6c 境界面
7 第2磁界形成部
7a 下部磁石
7b 上部磁石
7c 境界面
8 第2弾性部材
9 第2振動子
10 コア
10a 突起
11 コイル
12 保持部材
Claims (9)
- 内部が空洞で下板を有する筐体と、この筐体の前記下板に第1弾性部材を介し所定寸法の隙間を有して積層支持した第1振動子と、この第1振動子に少なくとも第2弾性部材を介し所定寸法の隙間を有して積層支持した少なくとも第2振動子とを備え、
前記第1弾性部材、及び前記少なくとも第2弾性部材は、互いにバネ定数が異なり、前記第1振動子、及び少なくとも第2振動子は、それぞれが振動可能になっており、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子のそれぞれが振動することで、異なる周波数で少なくとも2つの共振周波数の振動が発生して前記筐体に伝達されることを特徴とする振動発生装置。 - 前記バネ定数は、前記第1弾性部材より前記少なくとも第2弾性部材の方を小さくして、前記第1振動子の共振周波数より、前記少なくとも第2振動子の共振周波数の方が低い周波数となるようにしたことを特徴とする請求項1項記載の振動発生装置。
- 前記第2振動子は、磁性材料からなる棒状のコアとこのコアに巻回したコイルとを有し、前記第1振動子には、前記コアの両端部と対向する位置に所定のギャップを有して磁石が固着され、前記コイルに通電することで前記コアに発生する磁界が前記磁石の磁界に作用して、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子のそれぞれが振動し、この振動が前記第1弾性部材を介して前記筐体に伝達されることを特徴とする請求項1、または2記載の振動発生装置。
- 前記第1振動子は、下面に前記第1弾性部材を支持すると共に上面に前記第2弾性部材を支持した下壁と、この下壁の両端部に互いに対向配置した磁性材料からなる一対のヨークとを有し、前記一対のヨークに前記磁石をそれぞれ固着したことを特徴とする請求項3記載の振動発生装置。
- 前記第1振動子に固着した前記磁石は、前記コアの端部と対向する位置に互いに異なる磁極を上下に対向させて配設され、前記コアの端部には、前記磁石との対向面積が小さくなるように前記磁石側に突出させて断面積の小さい突起を形成したことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の振動発生装置。
- 前記磁石は、互いに異なる磁極が上下に対向して配設され、互いに異なる磁極の境界部分に凹溝を形成し、この凹溝と対向する位置に前記コアの端部を位置させたことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項記載の振動発生装置。
- 前記第1、第2弾性部材は、板バネからなり、前記第1弾性部材は、一端部部側が前記筐体の下板に固着されると共に、他端部側が前記第1振動子の下壁に固着され、前記第2弾性部材は、一端部側が前記第1振動子の下壁に固着されると共に、他端部側が前記第2振動子に固着されていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項記載の振動発生装置。
- 互いに対向する下板と上板とを有する筐体と、前記下板上に第1弾性部材を介し所定寸法の隙間を有して積層支持した第1振動子と、少なくとも第2弾性部材を介し所定寸法の隙間を有して前記上板に吊り下げられた少なくとも第2振動子とを備え、前記第1弾性部材及び前記少なくとも第2弾性部材は、互いにバネ定数が異なり、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子は、それぞれが振動可能になっており、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子のそれぞれが振動することで、少なくとも2つの共振周波数の振動が発生して前記筐体に伝達されることを特徴とする振動発生装置。
- 前記少なくとも第2振動子は、磁性材料からなる棒状のコアに巻回したコイルを有し、前記第1振動子には、前記コアの両端部と対向する位置に所定のギャップを有して一対の磁石が固着され、前記コイルに通電することで前記コアに発生する磁界が前記磁石の磁界に作用して、前記第1振動子、及び前記少なくとも第2振動子のそれぞれが振動し、前記第1振動子の振動が前記第1弾性部材を介して前記筐体に伝達されると共に、前記少なくとも第2振動子の振動が前記少なくとも第2弾性部材を介して前記筐体に伝達されることを特徴とする請求項8記載の振動発生装置。
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