(57)【要約】【課題】多彩な振動パターンを発生することが可能な振動発生装置を提供する。【解決手段】振動発生装置１は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、この回転軸１０ａに取り付けられた回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０と、を備えている。回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに磁性体からなり、回転させたときに磁気発生手段３０からの磁界が磁性体に及ぼす磁気吸引力によって振動を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を有するモータと、この回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転とともに回転して振動を発生させる回転体と、前記モータの回転を制御する回転制御部と、を有する振動発生装置であって、
前記回転体との非接触位置に配置された磁気発生手段を備え、
前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに、少なくとも磁性体を有し、回転させたときに前記磁気発生手段からの磁界が前記磁性体に及ぼす磁気吸引力によって前記振動を発生させる、ことを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに、前記磁気吸引力によって前記振動を発生可能とする三次元形状の外形を有する磁性体であることを特徴とする請求項１に記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに、前記回転軸の軸方向から見た投影形状が点対称の２つの円弧と前記円弧の端部同士を繋ぐ２本の直線とによって形成される略矩形を有する分銅であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記磁気発生手段は、前記回転体と間隔を有して前記回転軸に直交する方向に配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項５】
前記磁気発生手段は、前記振動を発生させる方向が前記回転軸に直交する複数の方向に切り替え可能にされた振動方向変更手段を備え、
前記振動方向変更手段によって前記振動を異なる方向に変更可能とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項６】
前記磁気発生手段は、前記回転軸を中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部を備えるとともに、
前記回転体は、前記回転軸を中心とした曲率を有する凸状面を備え、前記回転体の回転時に前記磁気作用部に前記凸状面が近接することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項７】
前記磁気発生手段は電磁石であり、前記磁気吸引力は前記電磁石に対して通電される電流を制御することによって変更可能なことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の振動発生装置。
【請求項８】
前記電磁石は前記振動を発生させるときに通電され、前記回転制御部は前記振動に先立って前記回転体を回転させるように前記モータの回転を制御することを特徴とする請求項７に記載の振動発生装置。
【請求項９】
前記磁気発生手段は移動可能に配置された永久磁石であり、前記磁気吸引力は前記永久磁石を移動させることで前記振動を発生させる大きさに制御されたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の振動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動発生装置に関し、特に、小型の電子機器に搭載する振動発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゲーム機のコントローラやゲーム可能な携帯電話などの電子機器においては、操作中にゲームの臨場感を高め、使用感を向上するために多機能化を図ることがおこなわれている。その一例としては、例えば、電子機器内に振動発生装置を装備して、電子機器を振動させ操作者の触感に対する刺激を与えるものがある。
【０００３】
振動発生装置はモータの回転軸に取り付けられた偏心分銅を回転させることで、振動を発生させるものであり、振動のパターンを変更する場合は回転速度を変化させるだけであった。そのため、異なる種類の振動を発生させる工夫がなされてきている。例えば、特許文献１では、偏心分銅を２つ取り付けて、大きい振動と小さい振動を発生できるようにしていた。
【０００４】
図１１は、従来の振動発生装置を示す側面図であり、図１１（ａ）は正転時の側面図であり、図１１（ｂ）は逆転時の側面図である。
【０００５】
図１１に示すように、従来の振動発生装置１００は、モータ１０１と、このモータ１０１の回転軸１０２と、第１の分銅１０３と、第２の分銅１０４と、クラッチ１０５とで構成されている。クラッチ１０５は、全体が回転軸１０２に挿通され、第１の分銅１０３と第２の分銅１０４との間に配設され、回転軸１０２の回転を伝達又は切断するようになっている。図１１（ａ）に示すように、回転軸１０２の回転が正回転のとき、第１の分銅１０３と第２の分銅１０４とは、ともに正回転し、大きな振動が得られる。しかし、図１１（ｂ）に示すように、回転軸１０２の回転が逆回転のとき、第２の分銅１０４は回動せず、第１の分銅１０３しか回動しないので、小さな振動が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１５９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、偏心分銅を２つ取り付けて振動のパターンを制御しようとしたとしても、変更できるパラメータはいずれの分銅を回転させるか、そしてその回転速度を変化させるか、という程度であり、やはり振動のパターンは限られてしまった。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、特に、多彩な振動パターンを発生することが可能な振動発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の振動発生装置は、回転軸を有するモータと、この回転軸に取り付けられ前記回転軸の回転とともに回転して振動を発生させる回転体と、前記モータの回転を制御する回転制御部と、を有する振動発生装置であって、前記回転体との非接触位置に配置された磁気発生手段を備え、前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに少なくとも磁性体を有し、回転させたときに前記磁気発生手段からの磁界が前記磁性体に及ぼす磁気吸引力によって前記振動を発生させる、ことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、磁気発生手段が発生させた磁界によって、非接触位置に配置された磁気発生手段からの磁気吸引力が磁性体を引き寄せるので、磁性体を有する回転体を回転させたときに振動が発生する振動発生装置を得ることができる。磁性体の形状と、前記磁気発生手段からの磁界の強さと、モータの回転速度と、を制御することにより、多彩な振動パターンを容易に得ることが可能である。
【００１１】
また、本発明の振動発生装置において、前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに、前記磁気吸引力によって前記振動を発生可能とする三次元形状の外形を有する磁性体であることが好適である。
【００１２】
この構成によれば、振動を発生させる回転体は、回転させたときに磁気発生手段からの磁界が磁性体に及ぼす磁気吸引力によって振動が発生可能な三次元形状の外形を有する磁性体であるので、多彩な振動パターンをさらに容易に得ることができる。
【００１３】
また、本発明の振動発生装置において、前記回転体は、その重心を前記回転軸の軸上に有するとともに、前記回転軸の軸方向から見た投影形状が点対称の２つの円弧と前記円弧の端部同士を繋ぐ２本の直線とによって形成される略矩形を有する分銅であることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、振動を発生させる回転体は、円柱の側面を削ったような形状の分銅であり、簡単に形成することができる。
【００１５】
また、本発明の振動発生装置において、前記磁気発生手段は、前記回転体と間隔を有して前記回転軸に直交する方向に配置されたことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、磁気発生手段は回転軸に直交する方向から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸に直交する方向の振動を効率よく発生させることができる。
【００１７】
本発明の振動発生装置において、前記磁気発生手段は、前記振動を発生させる方向が前記回転軸に直交する複数の方向に切り替え可能にされた振動方向変更手段を備え、前記振動方向変更手段によって前記振動を異なる方向に変更可能とされていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、回転軸に直交する複数の方向に振動させることができるので、より多彩な振動パターンを得ることができる。
【００１９】
本発明の振動発生装置において、前記磁気発生手段は、前記回転軸を中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部を備えるとともに、前記回転体は、前記回転軸を中心とした曲率を有する凸状面を備え、前記回転体の回転時に前記磁気作用部に前記凸状面が近接することが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、回転体と磁気発生手段の磁気作用部とが近接することによって、効果的に磁気吸引力を与えることができる。
【００２１】
本発明の振動発生装置において、前記磁気発生手段は電磁石であり、前記磁気吸引力は前記電磁石に対して通電される電流を制御することによって変更可能なことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、電磁石に通電する電流を制御することで磁界の強さを変更できることから、それに伴う回転体の吸引力を自在に制御することが可能となり、多彩な振動パターンを得ることが可能となる。また、回転体に含まれる磁性体が磁化された硬磁性体であれば反発力及び吸引力を制御することが可能となり、より多彩な振動パターンを得ることができる。
【００２３】
本発明の振動発生装置において、前記電磁石は前記振動を発生させるときに通電され、前記回転制御部は前記振動に先立って前記回転体を回転させるように前記モータの回転を制御することが好ましい。
【００２４】
従来の振動発生装置は偏心分銅が回転している際は常時振動が発生してしまうものであることから、振動が不要な際は回転自体を止めるしかなかった。そのため、振動が必要となった際に初めてモータが回転動作に入るため、振動が発生するタイミングが遅れてしまうものであった。これに対し、上記の構成とすることによって、回転体の重心が回転軸上にあることから、磁界が加わらない状態で回転させても振動は発生しないため、常時回転させておくことが可能となる。そのため、瞬間的に振動を発生させることが可能となる。
【００２５】
本発明の振動発生装置において、前記磁気発生手段は移動可能に配置された永久磁石であり、前記磁気吸引力は前記永久磁石を移動させることで前記振動を発生させる大きさに制御されたことを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、永久磁石と回転体との位置関係を制御することでそれに伴う回転体の反発力及び吸引力を自在に制御することが可能となり、多彩な振動パターンを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、磁気発生手段が発生させた磁界によって、非接触位置に配置された磁気発生手段からの磁気吸引力が磁性体を引き寄せるので、磁性体を有する回転体を回転させたときに振動が発生する振動発生装置を得ることができる。磁性体を回転非対称に配置するとともに、前記磁気発生手段からの磁界の強さとモータの回転速度を制御することで、多彩な振動パターンを容易に得ることが可能である。したがって、多彩な振動パターンを発生することが可能な振動発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態の振動発生装置を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の振動発生装置を示す外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分断面図である。
【図４】第１実施形態の振動発生装置に発生する磁界を示す模式図である。
【図５】第１実施形態の振動発生装置の動作を示す模式図であり、（ａ）は磁気吸引力が大きくなる状態、（ｂ）は磁気吸引力が小さくなる状態である。
【図６】本発明の第２実施形態の振動発生装置を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態の振動発生装置の動作を示す模式図であり、（ａ）は第１の振動方向に振動する状態、（ｂ）は第２の振動方向に振動する状態である。
【図８】本発明の第３実施形態の振動発生装置を示す斜視図である。
【図９】第３実施形態の振動発生装置を示す外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図１０】第３実施形態の振動発生装置の動作を示す模式図であり、（ａ）は磁気吸引力が小さくなる状態、（ｂ）は第２の振動方向に振動する状態である。
【図１１】従来の振動発生装置を示す側面図であり、（ａ）は正転時の側面図であり、（ｂ）は逆転時の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
【００３０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の振動発生装置１について説明する。図１は、第１実施形態の振動発生装置１を示す斜視図である。図２は、第１実施形態の振動発生装置１を示す外観図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した部分断面図である。図４は、第１実施形態の振動発生装置１に発生する磁界を示す模式図である。図５は、第１実施形態の振動発生装置１の動作を示す模式図であり、図５（ａ）は磁気吸引力が大きくなる状態、図５（ｂ）は磁気吸引力が小さくなる状態である。
【００３１】
第１実施形態の振動発生装置１は、図１〜図３に示すように、回転軸１０ａを有するモータ１０と、この回転軸１０ａに取り付けられた回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０と、を備えている。
【００３２】
本実施形態の振動発生装置１において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有し、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凸状面２０ａを備えた円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５である。分銅２５は、軟磁性体からなり、図２に示すように、回転軸１０ａの軸方向に沿って均一な形状で、回転軸１０ａの軸方向から見た投影形状が円弧２５ａ、２５ｂと円弧２５ａ、２５ｂの端部同士を繋ぐ直線２５ｃ、２５ｄとによって形成される略矩形を有する。凸状面２０ａの投影形状が、２つの円弧２５ａ、２５ｂであり、回転軸１０ａを中心とする点対称の位置にある。また、２本の直線２５ｃ、２５ｄも点対称の位置にあり、分銅２５の重心は、回転軸１０ａの軸上に位置している。なお、分銅２５は、円柱の側面を一部削ったような形状であり、簡単に形成することができる。
【００３３】
本実施形態の振動発生装置１において、磁気発生手段３０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３１ａを備えた電磁石３１であり、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交する方向（Ｘ２方向）に配置されている。電磁石３１は、Ｕ字状のコア３１ｂにコイル３１ｃが卷回され、コイル３１ｃに配線４１で電気接続された回転制御部４０によって通電制御されている。
【００３４】
モータ１０は、図３に示すように、ケーシング１０ｂの内部に配設された固定子及び回転子（図示しない）を備え、軸受部１０ｃにより支持された回転軸１０ａを回転させることができるものである。なお、本実施形態では、モータ１０として一般的な小型モータが使用され、その詳細については割愛する。モータ１０は、配線４４で電気接続された回転制御部４０によって制御されている。
【００３５】
回転制御部４０は、モータ１０の回転を制御する電子回路である。本実施形態における回転制御部４０は、モータ１０の起動停止及び回転速度を制御するとともに、磁気発生手段３０である電磁石３１のコイル３１ｃに通電される電流の起動停止及び電流量を制御している。なお、回転制御部４０は、配線４１、４５を介してモータ１０や磁気発生手段３０から離れた位置に配置することができる。また、振動発生装置１を取り付ける電子機器の電子回路が、回転制御部４０を構成するようにされていてもよい。
【００３６】
本実施形態の振動発生装置１は、回転体２０の重心を回転軸１０ａの軸上に有しているので、磁気発生手段３０である電磁石３１を停止しているときには、モータ１０を起動しても、ほとんど振動が発生しない。このため、とくに省電力を要求されないときには、電子機器の起動に合わせてモータ１０を起動して回転体２０を回転させておいてもよい。
【００３７】
振動を発生させたいときには、電磁石３１のコイル３１ｃに通電して磁気発生手段３０を起動する。磁気発生手段３０である電磁石３１は、コア３１ｂの端部に回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３１ａを備えている。回転体２０は、凸状面２０ａを備えた円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５である。図４に示すように、磁気発生手段３０である電磁石３１に発生した磁界は、軟磁性体からなる分銅２５を通って戻る閉回路とすることができる。このため、磁気吸引力が発生する。
【００３８】
モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態は、分銅２５の側面と磁気発生手段３０の磁気作用部３１ａとが、図５（ａ）に示すように近接している状態と、図５（ｂ）に示す状態と、を含んでいる。図５から分かるように、回転体２０の側面と磁気発生手段３０の磁気作用部３１ａとが半回転周期で近接する状態になる。回転体２０と磁気作用部３１ａとが近接することによって、効果的に磁気吸引力を与えることができる。振動を発生させたいときには、磁気発生手段３０からの磁界によって、軟磁性体からなる回転体２０に磁気吸引力を発生させる。電磁石３１のコイル３１ｃに通電すると、回転している分銅２５に及ぼす磁気吸引力の大きさが周期的に変動することによって、振動発生装置１にＸ１−Ｘ２方向の振動を生じさせることができる。
【００３９】
磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向（Ｘ２方向）から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の振動を効率よく発生させることができる。このときの振動はモータ１０に発生する振動と磁気発生手段３０に発生する振動とが混在した振動であり、これらをケースに固定したときには、それぞれの固定箇所を固定端とする微振動である。
【００４０】
振動の振幅は電磁石３１のコイル３１ｃに対して通電される電流を制御することによって調整することができ、さらにモータ１０と磁気発生手段３０の固定状態によっても調整することができる。振動の基本周波数は回転体２０の回転速度によって調整することができる。
【００４１】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００４２】
本実施形態の振動発生装置１は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、回転軸１０ａの回転とともに回転して振動を発生させる回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０を備えている。さらに、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに軟磁性体からなり、回転させたときに磁気発生手段３０からの磁界が軟磁性体に及ぼす磁気吸引力によって振動を発生可能な外形を有する。
【００４３】
この態様によれば、磁気発生手段３０が発生させた磁界によって、非接触位置に配置された磁気発生手段３０からの磁気吸引力が軟磁性体を引き寄せるので、軟磁性体からなる回転体２０を回転させたときに振動が発生する振動発生装置１を得ることができる。磁気発生手段３０からの磁界の強さとモータ１０の回転速度とを制御することにより、多彩な振動パターンを容易に得ることが可能である。
【００４４】
また、本実施形態の振動発生装置１において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに、回転軸１０ａの軸方向から見た投影形状が点対称の２つの円弧２５ａ、２５ｂと円弧２５ａ、２５ｂの端部同士を繋ぐ２本の直線２５ｃ、２５ｄとによって形成される略矩形を有する分銅２５である。この態様によれば、振動を発生させる回転体２０は、円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５であり、簡単に形成することができる。
【００４５】
また、本実施形態の振動発生装置１において、磁気発生手段３０は、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交する方向に配置されている。この態様によれば、磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向の振動を効率よく発生させることができる。
【００４６】
本実施形態の振動発生装置１において、磁気発生手段３０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３１ａを備えるとともに、回転体２０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凸状面２０ａを備え、回転体２０の回転時に磁気作用部３１ａに凸状面２０ａが近接する。この態様によれば、回転体２０と磁気発生手段３０の磁気作用部３１ａとが近接することによって、効果的に磁気吸引力を与えることができる。
【００４７】
本実施形態の振動発生装置１において、磁気発生手段３０は電磁石３１であり、磁気吸引力は電磁石３１のコイル３１ｃに対して通電される電流を制御することによって変更可能である。この態様によれば、電磁石３１のコイル３１ｃに通電する電流を制御することで磁界の強さを変更できることから、それに伴う回転体２０の吸引力を自在に制御することが可能となり、多彩な振動パターンを得ることが可能となる。
【００４８】
本実施形態の振動発生装置１において、電磁石３１のコイル３１ｃは振動を発生させるときに通電され、回転制御部４０は振動に先立って回転体２０を回転させるようにモータ１０の回転を制御することが好ましい。
【００４９】
従来の振動発生装置は偏心分銅が回転している際は常時振動が発生してしまうものであることから、振動が不要な際は回転自体を止めるしかなかった。そのため、振動が必要となった際に初めてモータ１０が回転動作に入るため、振動が発生するタイミングが遅れてしまうものであった。これに対し、上記の構成とすることによって、回転体２０の重心が回転軸１０ａ上にあることから、磁界が加わらない状態で回転させても振動は発生しないため、常時回転させておくことが可能となる。そのため、瞬間的に振動を発生させることが可能となる。
【００５０】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の振動発生装置２について説明する。図６は、第２実施形態の振動発生装置２を示す斜視図である。図７は、第２実施形態の振動発生装置２の動作を示す模式図であり、図７（ａ）は第１の振動方向に振動する状態、図７（ｂ）は第２の振動方向に振動する状態である。
【００５１】
第２実施形態の振動発生装置２は、図６〜図７に示すように、回転軸１０ａを有するモータ１０と、この回転軸１０ａに取り付けられた回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０と、を備えている。第１実施形態の振動発生装置１と異なるところは、磁気発生手段３０がＹ１方向にも配置されていることである。なお、他の構成は、第１実施形態の振動発生装置１と同じであるため、同一の符号を用いて、詳細な説明は省略する。
【００５２】
Ｙ１方向に配置された磁気発生手段３０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３２ａを備えた電磁石３２であり、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交している。電磁石３２は、Ｕ字状のコア３２ｂにコイル３２ｃが卷回され、コイル３２ｃに配線４２で電気接続された回転制御部４０によって通電制御されている。
【００５３】
本実施形態の振動発生装置２において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有し、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凸状面２０ａを備えた円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５である。分銅２５は、軟磁性体からなり、円柱の側面を一部削ったような形状であり、簡単に形成することができる。
【００５４】
回転制御部４０は、モータ１０の回転を制御する電子回路である。本実施形態における回転制御部４０は、モータ１０の起動停止及び回転速度を制御するとともに、磁気発生手段３０である電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃに通電される電流の起動停止及び電流量を制御している。また、回転制御部４０は、電磁石３１と電磁石３２との通電電流の起動停止を切り替える振動方向変更手段４５を備えている。なお、回転制御部４０は、配線４１、４２、４５を介してモータ１０や磁気発生手段３０から離れた位置に配置することができる。また、振動発生装置２を取り付ける電子機器の電子回路が、回転制御部４０を構成するようにされていてもよい。
【００５５】
振動を発生させたいときには、電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃの両方またはいずれか一方に通電して磁気発生手段３０を起動する。磁気発生手段３０である電磁石３１は、コア３１ｂの端部に回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３２ａを備えている。もうひとつの磁気発生手段３０である電磁石３２は、コア３２ｂの端部に回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３２ａを備えている。回転体２０は、凸状面２０ａを備えた円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５である。
【００５６】
モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態は、図７（ａ）に示すように、分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３１ａとが近接している状態と、図７（ｂ）に示すように、分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３２ａとが近接している状態と、を含んでいる。図７から分かるように、回転体２０の凸状面２０ａと磁気作用部３１ａとが半回転周期で近接する状態になるとともに、回転体２０の凸状面２０ａと磁気作用部３２ａとが半回転周期で近接する状態になる。回転体２０と、磁気作用部３１ａまたは磁気作用部３２ａと、が近接することによって、効果的に磁気吸引力を与えることができる。振動を発生させたいときには、磁気発生手段３０からの磁界によって、軟磁性体からなる回転体２０に磁気吸引力を発生させる。電磁石３１のコイル３１ｃに通電すると、回転している分銅２５に及ぼす磁気吸引力の大きさが周期的に変動することによって、振動発生装置２にＸ１−Ｘ２方向の振動を生じさせることができる。電磁石３２のコイル３２ｃに通電すると、回転している分銅２５に及ぼす磁気吸引力の大きさが周期的に変動することによって、振動発生装置２にＹ１−Ｙ２方向の振動を生じさせることができる。
【００５７】
Ｘ２方向に配置された磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向（Ｘ２方向）から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向（Ｘ１−Ｘ２方向）の振動を効率よく発生させることができる。このときの振動はモータ１０に発生する振動と磁気発生手段３０に発生する振動とが混在した振動であり、これらをケースに固定したときには、それぞれの固定箇所を固定端とする微振動である。
【００５８】
振動の振幅は電磁石３１のコイル３１ｃに対して通電される電流を制御することによって調整することができ、さらにモータ１０と磁気発生手段３０の固定状態によっても調整することができる。振動の基本周波数は回転体２０の回転速度によって調整することができる。
【００５９】
Ｙ１方向に配置された磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向（Ｙ１方向）から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向（Ｙ１―Ｙ２方向）の振動を効率よく発生させることができる。このときの振動はモータ１０の振動と磁気発生手段３０の振動とが混在した振動であり、これらをケースに固定したときには、それぞれの固定箇所を固定端とする微振動である。
【００６０】
電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃの両方に通電しているとき、モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態では、１／４回転毎に磁気吸引力を与えることができる。
【００６１】
電磁石３１のコイル３１ｃまたは電磁石３２のコイル３２ｃのいずれか一方だけに通電しているとき、モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態では、１／２回転毎に磁気吸引力を与えることができる。
【００６２】
回転制御部４０は、振動方向変更手段４５を備えているので、電磁石３１のコイル３１ｃと電磁石３２のコイル３２ｃと通電を交互に切り替えることができる。モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態で、電磁石３１のコイル３１ｃと電磁石３２のコイル３２ｃと通電を交互に切り替えることによって、振動を発生させる方向が回転軸１０ａに直交するＸ１−Ｘ２方向またはＹ１−Ｙ２方向に切り替わる。なお、回転体２０の回転速度と、振動方向変更手段４５でコイル３１ｃとコイル３２ｃとの通電を切り替えるタイミングと、は連動している必要はない。例えば、Ｘ１−Ｘ２方向の振動を一定期間継続させ、別の振動モードにしたいときにＹ１−Ｙ２方向の振動を発生させることができる。
【００６３】
さらに、電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃの両方に通電する状態と、電磁石３１のコイル３１ｃまたは電磁石３２のコイル３２ｃのいずれか一方だけに通電する状態と、電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃの両方に通電しない状態と、を適宜組み合わせた通電制御としてもよい。これによって、より多彩な振動を発生させることができる。
【００６４】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００６５】
本実施形態の振動発生装置２は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、回転軸１０ａの回転とともに回転して振動を発生させる回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、を備えている。そして、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０を２個備えている。さらに、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに軟磁性体からなり、回転させたときに磁気発生手段３０からの磁界が軟磁性体に及ぼす磁気吸引力によって振動を発生可能な外形を有する。
【００６６】
この構成によれば、磁気発生手段３０が発生させた磁界によって、非接触位置に配置された磁気発生手段３０からの磁気吸引力が軟磁性体を引き寄せるので、軟磁性体からなる回転体２０を回転させたときに振動が発生する振動発生装置２を得ることができる。２個の磁気発生手段３０からの磁界の強さとモータ１０の回転速度とを制御することにより、多彩な振動パターンを容易に得ることが可能である。
【００６７】
また、本実施形態の振動発生装置２において、２個の磁気発生手段３０は、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交する２方向に配置されている。また、磁気発生手段３０は、振動を発生させる方向が回転軸１０ａに直交する複数の方向に切り替え可能にされた振動方向変更手段４５を備え、振動方向変更手段４５によって振動を異なる方向に変更可能とされていることが好ましい。
【００６８】
この態様によれば、磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向の振動を効率よく発生させることができる。また、回転軸１０ａに直交する２方向に振動させることができるので、より多彩な振動パターンを得ることができる。
【００６９】
本実施形態の振動発生装置２において、磁気発生手段３０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凹状の円弧形状に形成された磁気作用部３１ａを備えるとともに、回転体２０は、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凸状面２０ａを備え、回転体２０の回転時に磁気作用部３１ａに凸状面２０ａが近接することが好ましい。この構成によれば、回転体２０と磁気発生手段３０の磁気作用部３１ａとが近接することによって、効果的に磁気吸引力を与えることができる。
【００７０】
本実施形態の振動発生装置２において、磁気発生手段３０は電磁石３１及び電磁石３２であり、磁気吸引力は電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃに対して通電される電流を制御することによって変更可能である。この態様によれば、電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃに通電する電流を制御することで磁界の強さを変更できることから、それに伴う回転体２０の吸引力を自在に制御することが可能となり、多彩な振動パターンを得ることが可能となる。
【００７１】
本実施形態の振動発生装置２において、電磁石３１のコイル３１ｃ及び電磁石３２のコイル３２ｃは振動を発生させるときに通電され、回転制御部４０は振動に先立って回転体２０を回転させるようにモータ１０の回転を制御することが好ましい。
【００７２】
従来の振動発生装置は偏心分銅が回転している際は常時振動が発生してしまうものであることから、振動が不要な際は回転自体を止めるしかなかった。そのため、振動が必要となった際に初めてモータ１０が回転動作に入るため、振動が発生するタイミングが遅れてしまうものであった。これに対し、本実施形態の振動発生装置２では、上記の構成とすることによって、回転体２０の重心が回転軸１０ａ上にあることから、磁界が加わらない状態で回転させても振動は発生しないため、常時回転させておくことが可能となる。そのため、瞬間的に振動を発生させることが可能となる。
【００７３】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の振動発生装置３について説明する。図８は、本発明の第３実施形態の振動発生装置３を示す斜視図である。図９は、第３実施形態の振動発生装置３を示す外観図であり、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は正面図である。図１０は、第３実施形態の振動発生装置３の動作を示す模式図であり、図１０（ａ）は磁気吸引力が小さくなる状態、図１０（ｂ）は第２の振動方向に振動する状態である。
【００７４】
第３実施形態の振動発生装置３は、図８〜図９に示すように、回転軸１０ａを有するモータ１０と、この回転軸１０ａに取り付けられた回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０と、を備えている。第１実施形態の振動発生装置１と異なるところは、磁気発生手段３０が永久磁石３３で構成されていることである。なお、他の構成は、第１実施形態の振動発生装置１と同じであるため、同一の符号を用いて、詳細な説明は省略する。
【００７５】
回転体２０のＸ２方向に配置された磁気発生手段３０は、磁気作用部３３ａ、３３ｂを備えた永久磁石３３であり、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交している。永久磁石３３は、磁気作用部３３ａ、３３ｂを露出するように可動部３３ｃに取り付けられており、可動部３３ｃに配線４３で電気接続された回転制御部４０によって位置制御されている。なお、本実施形態の可動部３３ｃは、回転機構になっており、図１０（ａ）に示すように磁気作用部３３ａを回転体２０から遠ざけることが可能である。
【００７６】
本実施形態の振動発生装置３において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有し、回転軸１０ａを中心とした曲率を有する凸状面２０ａを備えた円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５である。分銅２５は、硬磁性体からなり、円柱の側面を一部削ったような形状であり、簡単に形成して帯磁させることができる。
【００７７】
回転制御部４０は、モータ１０の回転を制御する電子回路である。本実施形態における回転制御部４０は、モータ１０の起動停止及び回転速度を制御するとともに、磁気発生手段３０である永久磁石３３の位置を制御している。磁気発生手段３０である永久磁石３３の位置を制御するため、回転制御部４０には、振動方向変更手段４５を備えている。なお、回転制御部４０は、配線４３、４４を介してモータ１０や磁気発生手段３０から離れた位置に配置することができる。また、振動発生装置３を取り付ける電子機器の電子回路が、回転制御部４０を構成するようにされていてもよい。
【００７８】
振動を発生させたいときには、図９に示すように、磁気発生手段３０を分銅２５に近づけておく。モータ１０を起動して分銅２５を回転させた状態は、分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３１ａとが対向している状態と、分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３２ａとが対向していない状態と、を含んでいる。
【００７９】
半回転周期で分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３１ａとが近接する状態になると、Ｓ極同士またはＮ極同士が対向する場合には反発力を発生し、Ｓ極とＮ極とが対向する場合には吸引力を発生する。回転体２０と、磁気作用部３１ａまたは磁気作用部３２ａと、が近接することによって、効果的に磁気反発力及び磁気吸引力を与えることができる。回転している分銅２５に及ぼす磁気反発力及び磁気吸引力の大きさが周期的に変動することによって、振動発生装置２にＸ１−Ｘ２方向の振動を生じさせることができる。
【００８０】
振動発生装置２の振動を停止させたいときは、モータ１０の回転を停止する。また、モータ１０の回転を停止させずに、振動方向変更手段４５によって可動部３３ｃを回転させて、図１０（ａ）に示すように、分銅２５の凸状面２０ａと磁気作用部３１ａとが対向する距離を離せば、距離の二乗で磁気力が減衰するので、振動を小さくすることができる。振動が十分に小さくなれば、実効的には振動を停止させた状態と同じである。
【００８１】
さらに、振動方向変更手段４５によって可動部３３ｃを回転させて、図１０（ｂ）に示すように、磁気作用部３３ｂを分銅２５の凸状面２０ａに対向させ、振動方向をＹ１方向に切り替え可能とした構成にしてもよい。
【００８２】
また、モータ１０の回転速度を制御すれば、振動の周波数を変えることができる。
【００８３】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００８４】
本実施形態の振動発生装置３は、回転軸１０ａを有するモータ１０と、この回転軸１０ａに取り付けられ回転軸１０ａの回転とともに回転して振動を発生させる回転体２０と、モータ１０の回転を制御する回転制御部４０と、回転体２０との非接触位置に配置された磁気発生手段３０を備えている。さらに、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに少なくとも磁性体からなり、回転させたときに磁気発生手段３０からの磁界が磁性体に及ぼす磁気反発力及び磁気吸引力によって振動を発生可能な外形を有する。
【００８５】
この構成によれば、磁気発生手段３０が発生させた磁界によって、非接触位置に配置された磁気発生手段３０と磁性体との磁気反発力及び磁気吸引力で、磁性体からなる回転体２０を回転させたときに振動が発生する振動発生装置１を得ることができる。磁性体の形状とモータ１０の回転速度とを制御することにより、多彩な振動パターンを容易に得ることが可能である。
【００８６】
本実施形態の振動発生装置３において、磁気発生手段３０は移動可能に配置された永久磁石３３であり、磁気吸引力は永久磁石３３を移動させることで振動を発生させる大きさに制御されたことを特徴とする。この構成によれば、永久磁石３３と回転体２０との位置関係を制御することでそれに伴う回転体２０の反発力及び吸引力を自在に制御することが可能となり、多彩な振動パターンを得ることが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態の振動発生装置３において、磁気発生手段３０は、回転体２０と間隔を有して回転軸１０ａに直交する方向に配置されたことを特徴とする。この構成によれば、磁気発生手段３０は回転軸１０ａに直交する方向から磁気吸引力を及ぼすので、回転軸１０ａに直交する方向の振動を効率よく発生させることができる。
【００８８】
本実施形態の振動発生装置３において、磁気発生手段３０は、振動を発生させる方向が回転軸１０ａに直交する複数の方向に切り替え可能にされた振動方向変更手段４５を備え、振動方向変更手段４５によって振動を異なる方向に変更可能とされていることが好ましい。この構成によれば、回転軸１０ａに直交する複数の方向に振動させることができるので、より多彩な振動パターンを得ることができる。
【００８９】
また、本実施形態の振動発生装置３において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに、磁気吸引力によって振動を発生可能とする三次元形状の外形を有する磁性体であることが好適である。この構成によれば、振動を発生させる回転体２０は、回転させたときに磁気発生手段３０からの磁界が磁性体に及ぼす磁気吸引力によって振動が発生可能な三次元形状の外形を有する磁性体であるので、多彩な振動パターンをさらに容易に得ることができる。
【００９０】
また、本実施形態の振動発生装置３において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとともに、回転軸１０ａの軸方向から見た投影形状が点対称の２つの円弧２５ａ、２５ｂと円弧２５ａ、２５ｂの端部同士を繋ぐ２本の直線２５ｃ、２５ｄとによって形成される略矩形を有する分銅２５であることが好ましい。この構成によれば、振動を発生させる回転体２０は、円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５であり、簡単に形成することができる。
【００９１】
以上のように、本発明の実施形態に係る振動発生装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
【００９２】
（１）本発明の第１実施形態〜第３実施形態において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有するとしたが、磁気吸引力によって重心が回転軸１０ａ上からぶれるように軸支されていてもよい。実用的には、磁気発生手段３０からの磁気吸引力が作用したときに軸ぶれさせないことは困難である。むしろ多少は軸ぶれさせたほうが、より大きな振動を発生させることができる。
【００９３】
（２）本発明の第１実施形態及び第２実施形態において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有する軟磁性体からなり、回転させたときに磁気吸引力によって振動を発生可能な外形として、円柱の側面を一部削ったような形状の分銅２５であるとした。回転体２０の形状は、この形状に限定されるものではない。例えば、回転軸１０ａの軸方向から見た投影形状が、楕円や長方形であってもよい。また、回転軸１０ａの軸方向に沿って均一な形状でなく、回転させたときに磁気吸引力が変化する三次元形状であってもよい。さらに、外径形状は円柱であって、磁性体と非磁性体とを貼り合わせて、その重心を回転軸１０ａの軸上に有し、回転させたときに磁気吸引力が変化するように形成してもよい。
【００９４】
（３）本発明の第１実施形態及び第２実施形態において、回転体２０は、その重心を回転軸１０ａの軸上に有する軟磁性体からなるとしたが、硬磁性体を用いて、あらかじめ帯磁させておいてもよい。また、本発明の第３実施形態において、永久磁石３３をＵ字状に形成して、Ｓ極とＮ極とが回転体２０に同時に対向しているようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１、２、３  振動発生装置
１０    モータ
１０ａ  回転軸
１０ｂ  ケーシング
１０ｃ  軸受部
２０    回転体
２０ａ  凸状面
２５    分銅
２５ａ、２５ｂ  円弧
２５ｃ、２５ｄ  直線
３０    磁気発生手段
３１、３２  電磁石
３１ａ、３２ａ  磁気作用部
３１ｂ、３２ｂ  コア
３１ｃ、３２ｃ  コイル
３３    永久磁石
３３ａ、３３ｂ  磁気作用部
３３ｃ  可動部
４０    回転制御部
４１、４２、４３、４４  配線
４５    振動方向変更手段
【図１】
2015047525.tif 000003
【図２】
2015047525.tif 000004
【図３】
2015047525.tif 000005
【図４】
2015047525.tif 000006
【図５】
2015047525.tif 000007
【図６】
2015047525.tif 000008
【図７】
2015047525.tif 000009
【図８】
2015047525.tif 000010
【図９】
2015047525.tif 000011
【図１０】
2015047525.tif 000012
【図１１】
2015047525.tif 000013