(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成されて中心に空洞部を有するコイルを取り付けた取付部材と、前記コイルとの間で磁気回路を構成する移動可能なヨークと、該ヨークの上面に間隔を置いて配設された支持部材と、該支持部材と前記ヨークとの間に介在させたバネ部材とを備え、前記ヨークは、前記コイルの前記空洞部内に挿入された突出部を有し、前記コイルの内周と対向する前記突出部に磁石を取り付け、前記コイルの前記空洞部内に形成した凸部に前記ヨークの前記突出部に形成した凹部を嵌合させて、前記コイルに流れる電流により、前記ヨーク、又は前記コイルを振動させるようにしたことを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記バネ部材を、円筒状、又は円錐状のコイルバネで構成したことを特徴とする請求項１記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記ヨークの振動を、前記バネ部材を介して前記支持部材に伝達させるようにしたことを特徴とする請求項１、又は２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記ヨークの振動時、前記取付部材に前記ヨークを衝突、離間させるようにしたことを特徴とする請求項１、又は２記載の振動発生装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の構成と、コイルの外周を取り囲むようにヨークに設けられた筒状部と、該筒状部の内面において、前記コイルの外周と対向する位置に設けられた磁石とを備え、前記コイルに流れる電流により、前記ヨーク、又は前記コイルを振動させるようにしたことを特徴とする振動発生装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の振動発生装置を、ゲーム機用操作装置、或いは携帯電話機、或いはポケットベル等のケース内に組み込んだことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はゲーム機用操作装置等に使用して好適な振動発生装置、並びにその振動発生装置をゲーム機用操作装置、或いは携帯電話機等に適用した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における振動発生装置は、図５に示すように、合成樹脂から成るＬ字状の取付部材３１の底壁３１ａにはボビン３１ｂを設け、筒状に形成されたコイル３２が前記ボビン３１ｂに取り付けられている。
また、前記取付部材３１の側壁３１ｃの一端には、底壁３１ａと平行状態で板バネ３３が取り付けられ、この板バネ３３には、前記コイル３２とで磁気回路を構成する磁性金属から成るヨーク３４が取り付けられている。
そして、このヨーク３４は、コイル３２の外周を囲む筒状部３４ａと、コイル３２の中心の空洞部３２ａ内に位置する凸部３４ｂと、この凸部３４の根本部分で、前記コイル３２の空洞部３２ａ内から外れた位置に設けられた磁石３５とで構成されている。
【０００３】
そして、前記磁石３５により、磁性金属のヨーク３４の凸部３４ｂの端部は磁化されて、Ｎ極、又はＳ極となっている。
このような振動発生装置は、コイル３２に方形電流を所定の周波数で通電すると、その通電方向が切り替わることによる電磁作用によってヨーク３４がコイル３２に対して相対的に上下動して、振動を発生する。
すると、このヨーク３４の上下動の振動が板バネ３３を介して取り付け部材３１に伝達されるようになる。
この時、ヨーク３４は、板バネ３３が取付部材３１に取り付けられた個所を支点として、円運動を行うようになる。
【０００４】
そして、このような振動発生装置は、ゲーム機用操作装置のケース内に組み込まれ、例えば、カーレースのゲームの操作時、操作中の車が障害物に衝突したとき、この振動発生装置を作動させて、ケースにその振動を伝えることによって、操作者に臨場感を与えるようにするために使用される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、筒状に形成されて中心に空洞部を有するコイルを取り付けた取付部材と、前記コイルとの間で磁気回路を構成する移動可能なヨークと、該ヨークの上面に間隔を置いて配設された支持部材と、該支持部材と前記ヨークとの間に介在させたバネ部材とを備え、前記ヨークは、前記コイルの前記空洞部内に挿入された突出部を有し、前記コイルの内周と対向する前記突出部に磁石を取り付け、前記コイルの前記空洞部内に形成した凸部に前記ヨークの前記突出部に形成した凹部を嵌合させて、前記コイルに流れる電流により、前記ヨーク、又は前記コイルを振動させるようにした構成とした。
また、第２の解決手段として、前記バネ部材を、円筒状、又は円錐状のコイルバネで構成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記ヨークの振動を、前記バネ部材を介して前記支持部材に伝達させるようにした構成とした。
また、第４の解決手段として、前記ヨークの振動時、前記取付部材に前記ヨークを衝突、離間させるようにした構成とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すための第１の解決手段として、筒状に形成されたコイルを取り付けた取付部材と、前記コイルとの間で磁気回路を構成する移動可能なヨークと、該ヨークの上面に間隔を置いて配設された支持部材と、該支持部材と前記ヨークとの間に介在させたバネ部材とを備え、前記コイルに流れる電流により、前記ヨークを振動させるようにした構成とした。
また、第２の解決手段として、前記バネ部材を、円筒状、又は円錐台状のコイルバネで構成した構成とした。
また、第３の解決手段として、前記ヨークの振動を、前記バネ部材を介して前記支持部材に伝達させるようにした構成とした。
また、第４の解決手段として、前記ヨークの振動時、前記取付部材に前記ヨークを衝突、離間させるようにした構成とした。
【０００７】
また、第５の解決手段として、請求項１乃至４のいずれかに記載の構成と、コイルの外周を取り囲むようにヨークに設けられた筒状部と、該筒状部の内面において、前記コイルの外周と対向する位置に設けられた磁石とを備え、前記コイルに流れる電流により、前記ヨーク、又は前記コイルを振動させるようにした構成とした。
また、第６の解決手段として、請求項１乃至５のいずれかに記載の振動発生装置を、ゲーム機用操作装置、或いは携帯電話機、或いはポケットベル等のケース内に組み込んだことを特徴とする電子機器の構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る振動発生装置、並びにその振動発生装置を用いた電子機器の一実施形態を図１、図２に基づいて説明すると、図１は本発明に係る振動発生装置をゲーム機用操作装置に用いた一部切り欠き斜視図、図２は本発明の振動発生装置の要部断面図である。
次に、この振動発生装置Ｓの構成を説明すると、図１、図２に示すように、ＡＢＳ樹脂等の非磁性材の成型品から成る取付部材１は、底壁１ａと、この底壁１ａの一端から直角に延びた側壁１ｂと、底壁１ａの上面に一体に形成された筒状のボビン１ｃと、ボビン１ｃ内に形成された凸部１ｄとが設けられている。
【０００９】
また、導線を複数巻きして形成されたコイル２は、中心に空洞部２ａを有した円筒状をなし、このコイル２は、空洞部２ａに前記ボビン１ｃを挿通して、ボビン１ｃの先端を、例えば、加熱した治具（図示せず）で、広げるように変形させることによって、ボビン１ｃに取り付けられる。
また、剛性の金属等から成る支持部材３は、その一端が側壁１ｂの頂部にネジ４等で取り付けられ、支持部材３は取付部材１の底壁１ａに平行状態と成っている。
【００１０】
また、前記支持部材３には、金属線等から成る円筒状のバネ部材５の一端が、接着剤、或いは溶接等の適宜手段により取り付けられている。
そして、バネ部材５が取り付けられた際は、バネ部材５の中心とボビン１ｃの中心、即ちコイル２の中心とが一致した状態となっている。
また、前記コイル２とで磁気回路を構成する磁性材料から成るヨーク６を有し、このヨーク６は、断面がＥ字状のコップ状をなし、円形の板状の上部６ａと、この上部６ａの外周に形成された円筒状の筒状部６ｂと、この筒状部６ｂの中心部に形成された円柱状の突出部６ｃと、この突出部６ｃの端部の外周に取り付けられた環状の磁石６ｄと、突出部６ｃに設けられた円筒状の凹部６ｅとで構成されている。
【００１１】
そして、このヨーク６は、その上部６ａにおいて、前記バネ部材５の他端に接着剤等の適宜手段で取り付けられ、且つ、取付部材１の凸部１ｄがヨーク６の凹部６ｅに嵌合されて取り付けられた際は、バネ部材５の中心とヨーク６の中心とが一致した状態にあり、ヨーク６と支持部材３との間に介在したバネ部材５、及び凸部１ｄと凹部６ｅの嵌合によって、底壁１ａに対して垂直方向に上下動するようになっている。
更に、ヨーク６が取り付けられた際は、図２に示すように、筒状部６ｂがコイル２の外周を取り囲むようにコイル２に被せられると共に、突出部６ｃの一部がコイル２の空洞部２ａ内に挿入され、且つ、磁石６ｄがコイル２の空洞部２ａ内に挿入されて、磁石６ｄの外周面全体がコイル２と対向した状態となっており、そして、筒状部６ｂと突出部６ｃとの間に筒状のコイル２が配設された状態となっている。
【００１２】
このような構成によって振動発生装置Ｓが形成されており、このような振動発生装置Ｓのコイル２に方形電流を所定の周波数で通電すると、その通電方向が切り替わることによる電磁作用によって、バネ部材５で支持されたヨーク６がコイル２に対して上下動する。
そして、このヨーク６の移動は、ヨーク６が取付部材１の底壁１ａにぶつからない範囲で、コイル２に対して相対的に移動、即ち、底壁１ａに対して垂直方向に上下動する。
すると、このヨーク６の上下動がバネ部材５を介して支持部材３に振動として伝達されるようになるものである。
【００１３】
また、本発明の振動発生装置Ｓにおいて、筒状部６ｂは、その内周面と突出部６ｃとの間の距離が筒状部６ｂの全周に渡って等しく、突出部６ｃの周囲を環状に囲んでいるので、コイル２を介して突出部６ｃとの対向面積が広くなり、コイル２を通る磁石６ｄの磁束をより多く吸収することができ、ヨーク６を上下動させる力は磁束密度と電流の強さの積で表されることから、コイル２には弱い電流を通電するだけでヨーク６を上下動させることが出来るので、コイル２の消費電力を低減できる。
更に、本発明においては、磁石６ｄがコイル２の空洞部２ａ内に位置して、コイル２と対向した状態にしてあるため、従来に比してコイル２と対向する位置での磁束密度を向上でき、コイル２の消費電力をより低減できると共に、磁石６ｄの磁気効率が良く、磁束密度の小さい安価なものが利用できる。
【００１４】
このような振動発生装置Ｓは、図１に示すように、ゲーム機用操作装置Ｇのケース７内に組み込まれて用いられる。
そして、例えば、カーレースのゲームの操作時、操作中に車が障害物に衝突したとき、この振動発生装置Ｓを動作させて、ケース７にその振動を伝えることによって、操作者に臨場感を与えるようになっている。
そして、本発明の振動発生装置Ｓにおける振動は、支持部材３とヨーク６との間に介在したバネ部材５によって、ヨーク６が垂直方向に上下動して振動するものであるため、切れの良い振動となり、その振動感触が良好となる。
【００１５】
また、図３は本発明の振動発生装置Ｓに係る第２の実施形態を示し、この振動発生装置Ｓは、ヨーク６の筒状部６ｂの端部が、通常時、取付部材１の底壁１ａに当接するようにバネ部材５で押圧されていて、コイル２に、上記と同様に方形電流を所定の周波数で通電すると、上記と同様の原理によりヨーク６がコイル２に対して相対的に上下動して振動する。
この時、ヨーク６は、底壁１ａに対して離間、衝突を繰り返し、取付部材１に振動が伝達されるようになっていて、その他の構成は前記実施形態と同様であるので、ここでは同一部材に同一番号を付して、その説明は省略する。
また、ここでは図示しないが、底壁１ａの上面にゴム等から成る弾性部材（図示せず）接着剤等で取付、この弾性部材にヨーク６を離間、衝突させるようにしてもよい。
このように、比較的硬い材料で形成された取付部材１の底壁１ａ、或いはゴム等の弾性部材に直接、ヨーク６を離間、衝突させることにより、前記第１の実施形態に比してより大きな振動を与えることが出来ると共に、弾性部材を使用した場合は、底壁１ａの割れを防止することが出来る。
【００１６】
また、図４は本発明の振動発生装置Ｓに係る第３の実施形態を示し、この振動発生装置Ｓは、コイル２の外周を取り囲むように設けられたヨーク６の筒状部６ｂの内面において、コイル２の外周と対向する位置に磁石６ｄを設けた構成としたもので、その他の構成は前記第１の実施形態と同様であるので、ここでは同一部材に同一番号を付し、その説明は省略する。
そして、この実施形態においても、コイル２に、第１の実施形態と同様に方形電流を所定の周波数で通電すると、上記と同様の原理によりヨーク６がコイル２に対して相対的に上下動して振動し、このヨーク６の上下動がバネ部材５を介して支持部材３に振動として伝達されるものである。
【００１７】
また、本発明に係る振動発生装置Ｓは、図１に示すように、ゲーム機用操作装置Ｇのケース７内に組み込まれて、ゲーム機用操作装置Ｇに使用され、これによって、操作時の臨場感を得るものである。
また、ゲーム機用操作装置Ｇの他に、携帯電話機、或いはポケットベルのケース（図示せず）内に、この振動発生装置Ｓを組み込んで使用しても良く、この場合は、ケースの振動が、呼び出し音（ベル）に代えて利用でき、音のない呼び出しが出来るものである。
また、振動発生装置Ｓは、前記以外の種々の電子機器に適用できること勿論である。
【００１８】
また、上記実施形態におけるバネ部材５は、コイルバネを円筒状に巻回したもので説明したが、円錐台状のものでも良く、更に、コイルバネ以外のものでも良いこと勿論である。
また、コイル２に通電する方形電流の大きさ、或いは周波数を変えることによって、振動の大きさ、振動数、或いは振動数を時間と共に大きくしたり小さくしたりする等、自由に変えることが出来るものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の振動発生装置は、支持部材とヨークとの間にバネ部材を介在させてヨークを振動させるようにしたため、ヨークが取付部材の底壁に対して垂直方向に上下動して振動するため、切れの良い振動となり、振動感触が良好で、また、ヨークの移動時、コイルと接触することがなく、コイルを破損することがない。
また、バネ部材を円筒状、或いは円錐台状のコイルバネで構成することにより、ヨークに対して追従性が良く、長寿命の振動発生装置を提供できる。
また、ヨークの振動を支持部材に伝達することにより、ヨークの薄型が図れ、薄型の振動発生装置を提供できる。
また、ヨークを取付部材に衝突、離間させるようにすることにより、より大きな振動を得ることが出来、大きな振動を必要とするものに好適となる。
また、コイルの空洞部内に、ヨークの磁石を配設するよとにより、コイルと対向する位置での磁束密度を向上でき、コイルの消費電力をより低減できると共に、磁石の磁気効率が良く、磁束密度の小さい安価な磁石を適用できるという特徴がある。
また、コイルの空洞部内に、ヨークの磁石を配設した構成と、支持部材とヨークとの間にバネ部材を介在させた構成とを組み合わせることにより、安価で、振動動作が確実、且つ、振動感触の良い振動発生装置を提供できる。
また、ヨークの筒状部の内面に、コイルと対向した磁石を配設するよとにより、コイルと対向する位置での磁束密度を向上でき、コイルの消費電力をより低減できると共に、磁石の磁気効率が良く、磁束密度の小さい安価な磁石を適用できるという特徴がある。
また、ヨークの筒状部の内面に、コイルと対向した磁石を配設した構成と、支持部材とヨークとの間にバネ部材を介在させた構成とを組み合わせることにより、安価で、振動動作が確実、且つ、振動感触の良い振動発生装置を提供できる。
また、本発明の振動発生装置をゲーム機用操作装置に適用すると、安価で、振動感触の良い臨場感のある電子機器が提供できる。
更に、本発明の振動発生装置を携帯電話機、ポケットベルに適用すると、振動感触の良好な大きな振動を、呼び出し音に代えて利用でき、周囲に迷惑のかからない電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動発生装置をゲーム機用操作装置に用いた一部切り欠き斜視図。
【図２】本発明の振動発生装置の一実施形態を示す要部断面図。
【図３】本発明の振動発生装置の第２の実施形態を示す要部断面図。
【図４】本発明の振動発生装置の第３の実施形態を示す要部断面図。
【図５】従来の振動発生装置を示す要部断面図。
【符号の説明】
Ｓ  振動発生装置
１  取付部材
１ａ  底壁
１ｂ  側壁
１ｃ  ボビン
１ｄ  凸部
２  コイル
２ａ  空洞部
３  支持部材
４  ネジ
５  バネ部材
６  ヨーク
６ａ  上部
６ｂ  筒状部
６ｃ  突出部
６ｄ  磁石
６ｅ  凹部
Ｇ  ゲーム機用操作装置
７  ケース
【図１】
0003708281.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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