(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の磁性材料からなるケースと、このケースの内部の筒状方向に支持されて回転自在の揺動軸と、この揺動軸に軸止されて重心が前記揺動軸から離れた位置に偏心形成された揺動おもりと、この揺動おもりに隣接した位置の前記揺動軸に軸止されて前記揺動おもりを所定の角度揺動駆動可能な駆動源とを備え、前記駆動源には、前記揺動軸と直交する方向に延長形成された磁性材料からなる駆動コアにコイルを巻回し、前記駆動コアは、前記揺動軸を中心として延長形成された一端部と他端部とが前記ケースの内面と所定のギャップを有して対向配置され、前記駆動コアの一端部と他端部とが対向する部分の前記ケースの内面には、互いに対向する内面に異なる磁極が着磁された一対の駆動磁石が固着され、前記一対の駆動磁石は、前記側壁内面に沿って円弧状に形成されて円弧方向の端面が互いに対向する部分が境界部分とされ、前記コイルに無通電時は、前記駆動コアの両端部が前記境界部分と対向した初期状態となるように形成されており、
前記駆動源の前記コイルに通電して前記駆動コアに発生する磁束が前記駆動磁石の磁束に作用して、前記駆動コアが前記揺動軸を中心として所定の角度揺動することで、前記揺動おもりも前記所定の角度揺動駆動することで、所定周波数の振動が得られることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記駆動源には、前記コイルを巻回した駆動コアの揺動方向に対して９０度の角度を有して前記コイルを巻回しない補助コアが形成され、
前記コイルに無通電時は、前記補助コアの両端部が前記一対の駆動磁石と対向している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】
前記駆動コアと前記補助コアとは、十字状に一体形成されていることを特徴とする請求項２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記駆動コアの前記両端部の前記駆動磁石との対向部分が錨状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の振動発生装置。
【請求項５】
前記揺動おもりと対向する前記ケースの一方側には、蓋材が配設され、前記蓋材と対向する側の前記揺動おもりの上面には、所定の幅寸法の第１バネ磁石が配設され、前記第１バネ磁石と対向する側の前記蓋材の内面には、前記第１バネ磁石と所定寸法のギャップを有して第２バネ磁石が配設され、前記第２バネ磁石と前記第１バネ磁石との間に吸引力が発生することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の振動発生装置。
【請求項６】
前記第２バネ磁石周囲の円周方向の前記蓋材の内面には、前記第２バネ磁石と異なる磁極が着磁された第３バネ磁石が配設され、前記第３バネ磁石と前記第１バネ磁石との間に反発力が発生することを特徴とする請求項５記載の振動発生装置。
【請求項７】
前記第３バネ磁石と前記第１バネ磁石との間のギャップ寸法は、前記第２バネ磁石近傍が大きく形成されていると共に、前記第２バネ磁石から円周方向に遠くなるに従って徐々に小さくなることを特徴とする請求項６記載の振動発生装置。
【請求項８】
前記第３バネ磁石は、前記第２バネ磁石との対向面が複数の階段状に形成されて、前記ギャップ寸法が前記徐々に小さくなることを特徴とする請求項７記載の振動発生装置。
【請求項９】
前記揺動おもりは、かまぼこ状の外周面を有すると共に、前記揺動軸に軸止された部分の左右に平坦部を有し、前記左右の平坦部分の前記蓋材と対向する部分には、前記第１バネ磁石がそれぞれ配設され、このそれぞれの第１バネ磁石と対向する前記蓋材の内面に、前記第２バネ磁石がそれぞれ配設されていることを特徴とする請求項５乃至８の何れか１項に記載の振動発生装置。
【請求項１０】
前記第３バネ磁石は、一対の前記第２バネ磁石の左右の蓋材の内面に配設されて、前記第２バネ磁石から９０度円周方向に遠くなるに従って前記ギャップ寸法が徐々に小さくなることを特徴とすることを特徴とする請求項９記載の振動発生装置。
【請求項１１】
前記コイルに無通電時の前記初期状態における前記揺動おもりには、前記第１バネ磁石と前記第２バネ磁石との吸引力、及び前記補助コアと前記一対の駆動磁石との吸引力が働いていることを特徴とする請求項５乃至１０の何れか１項に記載の振動発生装置。
【請求項１２】
前記コイルに通電して、前記駆動コアの両端部が一対の前記駆動磁石と対向する方向に揺動すると共に、前記第１バネ磁石が前記第３バネ磁石と対向する方向に前記揺動おもりが揺動すると、前記第１バネ磁石と前記第３バネ磁石との間で反発力が働くことを特徴とする請求項１１記載の振動発生装置。
【請求項１３】
前記駆動源を駆動して低周波の振動を発生させるときは、前記コイルに通電する電流を、短い周期の電流から長い周期の電流に徐々に切り替えることを特徴とする請求項２乃至１２の何れか１項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、振動発生装置に係わり、例えばゲーム機器及びゲーム機器のコントローラ等の電子機器に搭載可能な振動発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の振動発生装置は５１は、図２１に示すように、断面が略半円形状で柱状の偏心おもり５２が配設され、この偏心おもり５２は、回転中心に軸孔５３が形成されている。そして、偏心おもり５２は、モータ５４のシャフト５５に軸孔５３が固着されており、シャフト５５の回転に伴って偏心おもりも回転するようになっている。
また、偏心おもり５２は、鉄板等の金属板が複数枚積層されて形成されている。
【０００３】
前記偏心おもり５２は、軸孔５３の一部が開放されており、軸孔５３にシャフト５５を挿通すると、シャフト５５の一部が露出して見えるようになっている。  そして、軸孔５３にシャフト５５を挿通後に、軸孔５３近傍をカシメることでシャフト５３に固着されている。このような、従来の振動発生装置５１は、ゲーム機のコントローラ（図示せず）に組み込まれて使用され、ゲームの場面に応じて、モータ５４を駆動させるとシャフト５５の回転と共に、偏心おもり５２が回転する。そして、偏心おもり５２の回転に対応して振動が発生し、この振動をゲーム機のコントローラを把持する操作者が感じて、ゲームの臨場感を高めることができる。
【特許文献１】特開平１１−３１９７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述したような従来の振動発生装置５１は、モータ５４を回転駆動しようとしても、偏心おもり５２があるために、回転速度を瞬時に速めて衝撃波のような強い振動を発生させることができなかった。そのために、従来の振動発生装置５１をゲーム機等のコントローラに用いた場合に、衝撃波のような強い振動によるクリック感を得られない問題があった。
【０００５】
また、発生している振動を停止させたい時に、モータ５４の回転をストップしても、回転している偏心おもり５２の慣性力で、偏心おもり５２の回転を瞬時に停止させることができなかった。
例えば、振動を発生させている時に、モータ５４の回転を停止しても、振動が収束するまでの時間が長くなり、必要な時に必要なモードの振動を得ることが難しかった。
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、強い衝撃波のような振動を発生させて好適なクリック感を得ることができると共に、必要な時に必要なモードの振動を得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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための第１の手段として本発明の振動発生装置は、筒状の磁性材料からなるケースと、このケースの内部の筒状方向に支持されて回転自在の揺動軸と、この揺動軸に軸止されて重心が前記揺動軸から離れた位置に偏心形成された揺動おもりと、この揺動おもりに隣接した位置の前記揺動軸に軸止されて前記揺動おもりを所定の角度揺動駆動可能な駆動源とを備え、前記駆動源には、前記揺動軸と直交する方向に延長形成された磁性材料からなる駆動コアにコイルを巻回し、前記駆動コアは、前記揺動軸を中心として延長形成された一端部と他端部とが前記ケースの内面と所定のギャップを有して対向配置され、前記駆動コアの一端部と他端部とが対向する部分の前記ケースの内面には、互いに対向する内面に異なる磁極が着磁された一対の駆動磁石が固着され、前記一対の駆動磁石は、前記側壁内面に沿って円弧状に形成されて円弧方向の端面が互いに対向する部分が境界部分とされ、前記コイルに無通電時は、前記駆動コアの両端部が前記境界部分と対向した初期状態となるように形成されており、前記駆動源の前記コイルに通電して前記駆動コアに発生する磁束が前記駆動磁石の磁束に作用して、前記駆動コアが前記揺動軸を中心として所定の角度揺動することで、前記揺動おもりも前記所定の角度揺動駆動することで、所定周波数の振動が得られることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第２の手段として、前記駆動源には、前記コイルを巻回した駆動コアの揺動方向に対して９０度の角度を有して前記コイルを巻回しない補助コアが形成され、前記コイルに無通電時は、前記補助コアの両端部が前記一対の駆動磁石と対向していることを特徴とする。
【０００７】
また、前記課題を解決するための第３の手段として、前記駆動コアと前記補助コアとは、十字状に一体形成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４の手段として、前記駆動コアの前記両端部の前記駆動磁石との対向部分が錨状に形成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５の手段として、前記揺動おもりと対向する前記ケースの一方側には、蓋材が配設され、前記蓋材と対向する側の前記揺動おもりの上面には、所定の幅寸法の第１バネ磁石が配設され、前記第１バネ磁石と対向する側の前記蓋材の内面には、前記第１バネ磁石と所定寸法のギャップを有して第２バネ磁石が配設され、前記第２バネ磁石と前記第１バネ磁石との間に吸引力が発生することを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第６の手段として、前記第２バネ磁石周囲の円周方向の前記蓋材の内面には、前記第２バネ磁石と異なる磁極が着磁された第３バネ磁石が配設され、前記第３バネ磁石と前記第１バネ磁石との間に反発力が発生することを特徴とする。
【０００８】
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３バネ磁石と前記第１バネ磁石との間のギャップ寸法は、前記第２バネ磁石近傍が大きく形成されていると共に、前記第２バネ磁石から円周方向に遠くなるに従って徐々に小さくなることを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第８の手段として、前記第３バネ磁石は、前記第２バネ磁石との対向面が複数の階段状に形成されて、前記ギャップ寸法が前記徐々に小さくな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、前記揺動おもりは、かまぼこ状の外周面を有すると共に、前記揺動軸に軸止された部分の左右に平坦部を有し、前記左右の平坦部分の前記蓋材と対向する部分には、前記第１バネ磁石がそれぞれ配設され、このそれぞれの第１バネ磁石と対向する前記蓋材の内面に、前記第２バネ磁石がそれぞれ配設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１０の手段として、前記第３バネ磁石は、一対の前記第２バネ磁石の左右の蓋材の内面に配設されて、前記第２バネ磁石から９０度円周方向に遠くなるに従って前記ギャップ寸法が徐々に小さくなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記課題を解決するための第１１の手段として、前記コイルに無通電時の前記初期状態における前記揺動おもりには、前記第１バネ磁石と前記第２バネ磁石との吸引力、及び前記補助コアと前記一対の駆動磁石との吸引力が働い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１２の手段として、前記コイルに通電して、前記駆動コアの両端部が一対の前記駆動磁石と対向する方向に揺動すると共に、前記第１バネ磁石が前記第３バネ磁石と対向する方向に前記揺動おもりが揺動すると、前記第１バネ磁石と前記第３バネ磁石との間で反発力が働くことを特徴とする。
また、前記課題を解決するための第１３の手段として、前記駆動源を駆動して低周波の振動を発生させるときは、前記コイルに通電する電流を、短い周期の電流から長い周期の電流に徐々に切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の振動発生装置の駆動源によって、揺動おもりを所定の角度揺動駆動することで、所定周波数の振動が得られるので、従来例のようにおもりを回転駆動するよりも周期が短いかくて応答性に優れた振動を発生させることができ、
そのために、衝撃波のような強い振動を発生させてクリック感を得ることができる。
また、駆動源には、揺動軸と直交する方向に延長形成された磁性材料からなる駆動コアにコイルを巻回し、駆動コアは、揺動軸を中心として延長形成された一端部と他端部とが前記ケースの内面と所定のギャップを有して対向配置され、駆動コアの一端部と他端部とが対向する部分のケースの内面には、互いに対向する内面に異なる磁極が着磁された一対の駆動磁石が固着され、コイルに通電して駆動コアに発生する磁束が駆動磁石の磁束に作用して、駆動コアが揺動軸を中心として所定の角度揺動することで、揺動おもりも揺動するので、この揺動おもりの揺動に対応して所定周波数の振動を発生させることができる。
そのために、揺動おもりを大きく揺動させることで、低周波でゆらゆら感のある強くて大きな振動を得ることができる。
また、一対の駆動磁石は、側壁内面に沿って円弧状に形成されて円弧方向の端面が互いに対向する部分が境界部分となっており、駆動源には、コイルを巻回した駆動コアの揺動方向に対して９０度の角度を有してコイルを巻回しない補助コアが形成され、コイルに無通電時は、補助コアの両端部が一対の駆動磁石と対向していると共に、駆動コアの両端部が境界部分と対向した初期状態となっているので、初期状態における揺動おもりは、補助コアが駆動磁石に吸引されて揺動を規制することができる。
【００１１】
また、駆動コアと補助コアとは、十字状に一体形成されているので、部品点数を削減できる。
また、駆動コアの両端部の駆動磁石との対向部分が錨状に形成されているので、
駆動磁石との対向面積を大きくできると共に、巻回したコイルを抜け止めすることができる。
また、揺動おもりはと対向するケースの一方側には、蓋材が配設され、蓋材と対向する側の揺動おもりの上面には、所定の幅寸法の第１バネ磁石が配設され、第１バネ磁石と対向する側の蓋材の内面には、第１バネ磁石と所定寸法のギャップを有して第２バネ磁石が配設され、第２バネ磁石は、第１バネ磁石と対向すると吸引力が発生するので、第１バネ磁石と第２バネ磁石との間で発生する吸引力により、初期状態における揺動おもりの揺動を確実に規制することができる。
また、第２バネ磁石周囲の円周方向の蓋材の内面には、第２バネ磁石と異なる磁極が着磁された第３バネ磁石が配設され、第３バネ磁石と第１バネ磁石との間に反発力が発生するので、揺動した揺動おもりを、第３バネ磁石と第１バネ磁石との間の反発力で初期状態にスムーズに復帰させることができる。そのために駆動源に通電する電流を少なくでき、省電力化が可能な振動発生装置を提供できる。
【００１２】
また、第３バネ磁石と第１バネ磁石との間のギャップ寸法は、第２バネ磁石近傍が大きく形成されていると共に、第２バネ磁石から円周方向に遠くなるに従って徐々に小さくなるので、揺動おもりの揺動角度が大きくなるにつれて、揺動おもりを初期状態に戻そうとする反発力が大きくなる。そのために、揺動おもりの揺動角度が大きくても高周波で大きな振動を得ることができる。
また、第３バネ磁石は、第２バネ磁石との対向面が複数の階段状に形成されて、ギャップ寸法が徐々に小さくないるので、第３バネ磁石を製造する時の金型の製造が容易である。
また、揺動おもりは、かまぼこ状の外周面を有すると共に、揺動軸に軸止された部分の左右に平坦部を有し、左右の平坦部分の蓋材と対向する部分には、第１バネ磁石がそれぞれ配設され、このそれぞれの第１バネ磁石と対向する蓋材の内面に、第２バネ磁石がそれぞれ配設されているので、初期状態における揺動おもりの揺動の規制を、更に確実に行うことができる。
また、第３バネ磁石は、一対の前記第２バネ磁石の左右の蓋材の内面に配設されて、第２バネ磁石から９０度円周方向に遠くなるに従って前記ギャップ寸法が徐々に小さくなるので、第２バネ磁石から９０度の位置の第３バネ磁石と第１バネ磁石とのギャップ寸法が一番小さくなる。そのために、揺動おもりの揺動角度を９０度以下とすることができ、高周波の振動を確実に発生させることができる。
【００１３】
また、コイルに無通電時の初期状態における揺動おもりは、第１バネ磁石と第２バネ磁石との吸引力、及び補助コアと一対の駆動磁石との吸引力が働いているので、初期状態における揺動おもりの揺動を確実に規制することができる。
また、コイルに通電して、駆動コアの両端部が一対の駆動磁石と対向する方向に揺動すると共に、第１バネ磁石が第３バネ磁石と対向する方向に揺動おもりが揺動すると、第１バネ磁石と第３バネ磁石との間で反発力が働くので、揺動おもりを初期状態にスムーズに復帰させることができる。
また、駆動源を駆動して低周波の振動を発生させるときは、コイルに通電する電流を、短い周期の電流から長い周期の電流に徐々に切り替えるので、低周波でゆらゆら感のある振動を確実に発生することができ、臨場感を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の振動発生装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明の振動発生装置の分解斜視図であり、図２は本発明の振動発生装置の要部断面図であり、図３は本発明に係わるコア部材の斜視図であり、図４は本発明の駆動源の斜視図であり、図５は本発明の振動発生装置の要部断面図であり、図６は本発明に係わるコアの変形例であり、図７は図６のコアを組み込んだ駆動源の斜視図であり、図８は本発明に係わる揺動おもりの平面図であり、図９は本発明に係わる第１の実施の形態の第３バネ磁石の斜視図であり、図１０は本発明に係わる磁気バネの第１の実施の形態の側面図であり、図１１、図１２は本発明に係わる磁気バネの第２の実施の形態を説明する図であり、図１３は本発明に係わる磁気バネの第３の実施の形態を説明する図であり、図１４は本発明に係わる磁気バネの第４の実施の形態を説明する図であり、図１５は本発明に係わる磁気バネの第５の実施の形態を説明する図であり、図１６は本発明に係わる磁気バネの第６の実施の形態を説明する図であり、図１７〜図２０は本発明の振動発生装置に通電する電流の周期を説明する図である。
【００１５】
まず、本発明の振動発生装置１を図１〜図１０に基づいて説明すると、外周部には、筒状で鉄板等の磁性材料からなるケース２が配設され、このケース２は、内部が空洞状になっており、空洞内部の上下を遮蔽する下蓋３と、本発明に係わる蓋材である上蓋４とが配設されている。前記下蓋３と上蓋４とには、ボール軸受等からなる軸受５、５が、軸受支持部３ａ、４ａに支持されている。
また、筒状のケース２の内面には、ケース２の内面に沿って半円形状に形成された第１、第２駆動磁石６、７が接着剤等で密着して固着されている。前記第１駆動磁石６は、図５に示すように、例えば磁極が矢印Ａの外向き（内面がＮ極、外面がＳ極）に着磁され、第２駆動磁石７は、例えば磁極が矢印Ｂの内向き（内面がＳ極、外面がＮ極）に着磁されている。
即ち、第１、第２駆動磁石６、７は、互いに対向する内面の磁極が互いに異なる磁極に着磁されている。
【００１６】
また、第１、第２駆動磁石６、７は、端部６ａ、７ａと端部６ｂ、７ｂとを互いに対向させて当接して、ケース２の内面に貼着され、端部６ａ、７ａと端部６ｂ、７ｂとが互いに当接して対向する境界部分となっている。
また、下蓋３と上蓋４の軸受５、５には、棒状の揺動軸８が支持されて回転自在になっている。前記第１、第２駆動磁石６、７が配設された部分の揺動軸８には、駆動源９が固着されている。
【００１７】
この駆動源９は、図３に示すようなコア材１０を揺動軸８に固着し、このコア材１０にコイル１１を巻回して駆動コア１２が形成されている。前記コイル１１を巻回する前のコア材１０は、図３に示すように、中央部に揺動軸８を圧入可能な軸孔１０ａが形成され、この軸孔１０ａから一方向と他方向とに延長形成された基部１０ｂを有し、この基部の一端部１０ｃと他端部１０ｄとが第１、第２駆動磁石６、７の円弧と同心の円弧状に形成されて、一端部１０ｃと他端部１０ｄとが錨状になっている。
【００１８】
前記駆動コア１２は、コア材１０の軸孔１０ａを揺動軸８に圧入或いはカシメ等で固着して、揺動軸８から一方向と他方向に延びる基部１０ｂのそれぞれにコイル１１を巻回している。
即ち、駆動源９は、揺動軸８と直交する方向に延長形成された磁性材料からなる駆動コア１２を有し、この駆動コア１２は、一方向と他方向とへの延長端部が錨状の一端部１０ｃと他端部１０ｄとになっている。前記一端部１０ｃと他端部１０ｄとを錨状にすることで、基部１０ｂに巻回したコイル１１を抜け止めすると共に、第１、第２駆動磁石６、７との対向面積を大きくしている。
そして、駆動コア１２は、図５に示すように、一端部１０ｃと他端部１０ｄと
がケース２の内面に配設した第１、第２駆動磁石６、７と所定寸法のギャップＧを有して対向配置されている。
【００１９】
また、駆動コア１２に巻回したコイル１１上には、所定の厚さと径寸法のワッシャ１３が配設され、このワッシャ１３の上に、コア部材１０からなる補助コア１４が配設されて揺動軸８に固着されている。前記補助コア１４は、ワッシャ１３によって、コイル１１に接しないようになっている。
前記補助コア１４は、図４に示すように、駆動コア１２に対して揺動方向に９０度の角度を有して揺動軸８に固着されている。前記補助コア１４の一端部１０ｃと他端部１０ｄとは、駆動コア１２と同様に、第１、第２駆動磁石６、７に対してギャップＧを有している。  
【００２０】
このような駆動源９は、コイルに対して無通電時の初期状態においては、後述する磁気バネ１７の作用により、駆動コア１２の一端部１０ｃと他端部１０ｄとが、第１、第２駆動磁石６、７の、端部６ａ、７ａ及び６ｂ、７ｂが当接する境界部分と対向している。
即ち、初期状態における駆動コア１２は、その端部１０ｃ、１０ｄが着磁方向が異なる第１、第２駆動磁石６、７の中立点に位置しているので、揺動方向に対して不安定な状態となっている。
【００２１】
また、初期状態における補助コア１４は、一端部１０ｃと他端部１０ｄとが、第１、第２駆動磁石６、７と対向して、補助コア１４の一端部１０ｃと他端部１０ｄとが第１、第２バネ磁石６、７に吸引されている。
そのために、初期状態における駆動源９は、揺動コア１２が揺動方向に不安定な状態にあっても、補助コア１４と第１、第２駆動磁石６、７の吸引力で揺動コア１２の揺動を規制することができる。
尚、後述する磁気バネ１７の作用で、初期状態における駆動コア１２を、更に確実に安定させて揺動を規制することができるようになっている。
【００２２】
そして、初期状態にある駆動源９のコイル１１に所定周期の波形の電流を通電すると、駆動コア１２の一端部１０ｃと他端部１０ｄとに磁束が発生し、この磁束が第１、第２駆動磁石６、７の磁束に作用して、補助コア１４に対する第１、第２駆動磁石磁石６、７の吸引力に抗して、駆動コア１２が揺動軸８を中心として所定角度揺動するようになっている。
前記駆動コア１２を初期状態から揺動させる時は、駆動コア１２の一端部１０ｃと他端部１０ｄとが第１、第２駆動磁石６、７の境界部分と対向した不安定な状態になっているので、コイル１１に対する電力供給が小さくても容易に駆動コア１２を揺動させることができ、低消費電力とすることができる。
【００２３】
また、駆動源９の変形例として、図６に示すように、駆動源９’は、駆動コア１２’と補助コア１４’とを、９０度の角度を有して十字状に一体形成したものでも良い。このような駆動源９’は、図７に示すように、駆動コア１２’にコイル１１を巻回し、コイル１１とコイル１１との間に補助コア１４’が位置している。そのために、このような駆動源９’を用いることで、振動発生装置１の薄型化が可能となる。
【００２４】
また、図１、図２に示す駆動源９の上には、鉄板等の磁性材料からなる磁気シールド１５が配設され、この磁気シールド１５は、形状がケース２の内径寸法より若干小さな寸法の円形状に形成されている。前記磁気シールド１５は、中心部の支持孔１５ａが揺動軸８に圧入等で固着されている。
また、磁気シールド１５によって、コイル１１に通電したときに駆動コア１２に発生する磁束をシールドして、後述する磁気バネ１７側に発生する磁束が作用しないようになっている。
【００２５】
また、磁気シールド１５上から上方に延びる揺動軸８には、半円形の柱状に形成された揺動おもり１６が軸止されている。前記揺動オモリ１６は、銅等の非磁性材料からなり、図８の平面図に示すように、揺動軸８にカシメ付けるための一対のカシメ部１６ａが形成され、このカシメ部１６ｂにカシメ付けた揺動軸８の左右に平坦部１６ｂ、１６ｂが形成され、外周面１６ｃがかまぼこ状に形成されて、半円形の柱状になっている、
前記揺動軸８にカシメ付けた揺動おもり１６は、重心が揺動軸８から離れた位置に偏心形成されて、揺動軸８を中心として揺動可能になっている。
そして、揺動おもり１６が所定の角度往復揺動することで、振動発生装置１が所定の周波数と振幅とで振動するようになっている。
【００２６】
また、揺動おもり１６の上面１６ｄの中央部には、第１の実施の形態の磁気バネ１７を構成する三角形状で所定の幅寸法の第１バネ磁石１８が接着剤等で固着されている。前記第１バネ磁石１８は、永久磁石からなり板状に形成されている。
また、第１バネ磁石１８は三角形状に限定されること無く所定の幅寸法の矩形状でも良い。
また、揺動おもり１６の上面１６ｄと対向する上蓋４の内面には、第１の実施の形態である磁気バネ１７を構成する永久磁石からなる第２バネ磁石１９が接着材等で固着されている。  前記第２バネ磁石１９は、第１バネ磁石１８と略同形状で三角形状の第２バネ磁石１９が接着材等で固着されている。
また、第２バネ磁石１９周囲の上蓋４内面には、永久磁石からなる円弧状の第３バネ磁石２０が接着剤等で固着されている。
【００２７】
前記第１、第２バネ磁石１８、１９は、互いの着磁方向が同方向になるように着磁されており、例えば第１バネ磁石１８は、第２バネ磁石１９との対向面がＳ極に着磁されている場合は、第２バネ磁石１９の第１バネ磁石１８との対向面がＮ極に着磁されている。
そのために、第１、第２バネ磁石１８、１９は、常に吸引力が働いており、駆動源９のコイル１１に無通電時の初期状態においては、第１バネ磁石１８が第２バネ磁石１９に吸引されて、揺動おもり１６の揺動が規制されるようになっている。即ち、初期状態における揺動おもり１６は、第１バネ磁石１８と第２バネ磁石１９の吸引力、及び補助コア１４と第１、第２駆動磁石６、７との吸引力によって、揺動が規制されている。
【００２８】
また、第２バネ磁石１９周囲の第３バネ磁石２０は、着磁方向が第２バネ磁石１９と反対方向に着磁されている。即ち、第１の実施の形態の第３バネ磁石２０は、図９に示すように、例えば第１バネ磁石１８との対向面がＳ極となるように着磁されている。
前記第３バネ磁石２０は、図９、図１０に示すように、Ｓ極に着磁された第１バネ磁石１８との対向面が階段状に形成されて、第２バネ磁石１９から円周方向に遠くなるに従って、高さが徐々に高くなっている。
即ち、階段状の第３バネ磁石２０の突出高さは、第２バネ磁石１９の左右両側の第１段目２０ａが一番低く形成され、次の第２段目２０ｂが第１段目２０ａより高く形成され、第２バネ磁石１９から円周方向に一番遠い位置の第３段目２０ｃが一番高く形成されている。前記第３番目２０ｃは、第２バネ磁石１９の突出高さより高く形成されている。
即ち、第３バネ磁石２０と第１バネ磁石１８とギャップ寸法は、第２バネ磁石１９近傍の第１段目２０ａとの間が大きく形成されていると共に、第２ばね磁石１９から遠くなるに従って階段状に徐々に小さくなっている。
【００２９】
このような第１の実施の形態の磁気バネ１７の作用は、コイル１１に通電する前の無通電時の初期状態においては、第１、第２バネ磁石１８、１９が互いの吸引力で、互いに対向した状態になっている。そのために、初期状態における揺動おもり１６は、第１、第２バネ磁石１８、１９の互いの吸引力で、揺動方向の動きが規制されている。この時の駆動コア１２は、両端部が第１、第２駆動磁石６、７の境界部分に対向している。
このような初期状態において、コイル１１に通電して駆動コア１２を揺動させると、揺動おもり１６は、第１、第２バネ磁石１８、１９の吸引力に抗して揺動し、第１バネ磁石１８が第３バネ磁石２０と対向する側に揺動する。
【００３０】
この時、第１バネ磁石１８と第３バネ磁石２０との間には、第１バネ磁石１８を第２バネ磁石１９と対向する初期状態に戻そうとする反発力が働く。
そして、コイル１１に通電する電流の周期を制御部（図示せず）で調整することで、第１バネ磁石１８が第１段目２０ａと対向する位置、或いは第２段目２０ｂと対向する位置、或いは第３段目２０ｃと対向する位置まで揺動おもり１６が揺動する。
前記コイル１１への通電時間で揺動おもり１６が揺動する角度と、第１、第３バネ磁石１８、２０の反発力とが一致した時点が共振周波数となって、振動発生装置１を大きく振動させることができる。
このような第１の実施の形態の磁気バネ１７は、コイル１１に通電する電流を図１８に示すような、長い周期Ｔ２とすることで、揺動おもり１６の揺動角度を最大１８０度近辺まで大きくすることができ、振動発生装置１を、ゆっくりとした低周波で、ゆらゆら感があると共に強い振動を得ることができる。
【００３１】
また、初期状態における駆動源９は、駆動コア１２の一端部１０ｃと他端部１０ｄとが第１、第２駆動磁石６、７の境界部分と対向して不安定な状態となっているので、コイル１１に通電して駆動源９を立ち上げ時に、駆動コア１２に対する第１、第２駆動磁石６、７の吸引力により、駆動コア１２の駆動トルクが小さくても、容易に揺動おもり１６を揺動させることができる。
そのために、コイル１１に通電する電流を小さくでき、本発明の振動発生装置１を低消費電力とすることができる。
また、磁気バネ１７の第３バネ磁石２０によって、所定角度揺動後の揺動おもり１６を初期状態に戻そうとする反発力が働くので、揺動おもり１６を初期状態に戻す時の駆動コア１２の駆動トルクを小さくできる。そのために、更に低消費電力とすることができる。
【００３２】
また、第２の実施の形態の磁気バネ２７は、図１１、図１２に示すように、一対の第１バネ磁石２８、２８を、揺動おもり１６を軸止する揺動軸８の左右の揺動おもり１６の平坦部１６ｂに接する部分の上面１６ｄに取付ける。この第１バネ磁石２８、２８は、上面がＳ極となるように着磁されている。
また、揺動おもり１６と対向する上蓋４には、互いに対向する対角線上の位置に、一対の第２バネ磁石２９、２９を取付け、この一対の第２バネ磁石２９、２９間に第３バネ磁石３０、３０を取付ける。
【００３３】
前記第３バネ磁石３０、３０は、第２バネ磁石２９、２９近傍に高さが一番低い第１段目３０ａが形成され、次に２番目に高い第２段目３０ｂが形成され、第２バネ磁石２９、２９から一番遠い位置で第２バネ磁石２９、２９から９０度円周方向に角度ずれした位置に一番高い第３段目３０ｃが形成されている。
このような磁気バネ１７の第１の変形例は、互いに一対の第１バネ磁石２８、２８と第２バネ磁石２９、２９とによって、揺動おもり１６の揺動角度を最大９０度以下とすることができ、高周波の衝撃波のような振動を得ることができる。
このような、第１の変形例の磁気バネ２７によって、前記衝撃波のような強い振動によって、操作者がクリック感を得て操作の臨場感を高めることができる。
【００３４】
また、第３の実施の形態の磁気バネ３７は、図１３に示すように、揺動おもり１６の上面１６ｄに第１の実施の形態の第１バネ磁石１８を取付け、上蓋４に第２、第３バネ磁石１９、２０を取付けている。また、揺動おもり１６の下面にも第１バネ磁石１８を取付け、この第１バネ磁石１８と所定寸法のギャップを設けて、磁気シールド１５上に第２、第３バネ磁石１９、２０を取付けている。
即ち、揺動おもり１６の上面／下面に取付けた第２、第３バネ磁石１９、２０によって、第１バネ磁石１８、１８がサンドイッチされているので、揺動おもり１６を第１、第２の実施の形態より２倍の磁気バネとすることができ、更に高精度な振動を発生させることができる。
【００３５】
また、第４の実施の形態の磁気バネ３８は、図１４に示すように、揺動おもり１６側の第１バネ磁石１８、及び上蓋４側の第２バネ磁石１９は、第１の実施の形態と同じ構成で、第３バネ磁石３１は、第２バネ磁石から９０度の位置まで遠くなるに従って高さが滑らかに低くなる傾斜面３１ａを形成し、９０度の位置から第２バネ磁石１９と対向する側の突出位置３１ｂを第２バネ磁石１９より高く形成し、９０度の位置から突出位置３１ｂに近づくに従って、滑らかに高くなる傾斜面３１ｃを形成している。
このような第４の実施の形態は、第３バネ磁石３１が階段状でなく傾斜状になっているので、揺動おもり１６を揺動させた時に、第３バネ磁石３１の第１バネ磁石１８に対する反発力の変化を滑らかに変化させることができ、揺動おもり１６をスムーズに揺動させることができる。
【００３６】
また、第５の実施の形態の磁気バネ３９は、図１５に示すように、上蓋４上に第２バネ磁石１９を取り付けると共に、この第２バネ磁石１９左右近傍に一番高さの低い第１段部３２ａと、この第１段部３２ａに隣り合って第１段部３２ａより高い第２段部３２ｂを形成し、第２バネ磁石１９から左右９０度の角度の位置に高さが第２バネ磁石１９より高い面性Ｋの広い第３段部３２ｃを形成したものでも良い。
また、第６の実施の形態の磁気バネ４０は、図１６に示すように、上蓋４上の中心を通る対角線上に一対の第２バネ磁石３３、３３を取付け、この第２バネ磁石３３を境とした半円状の上蓋４上に高さの異なる複数の第３バネ磁石３４を取付けている。
前記第３バネ磁石３４は、第１バネ磁石３３近傍に高さが一番低い第１バネ磁石３４ａを取付け、この第１バネ磁石３４ａの隣に第１バネ磁石３４ａより高さが高い第２バネ磁石３４ｂを取付け、この第２バネ磁石３４ｂの隣で第２バネ磁石３３、３３から一番遠い位置に高さが第２バネ磁石３３より高い第３バネ磁石３４ｃを取付けたものでも良い。
【００３７】
このような本発明の振動発生装置１の動作を、第１の実施の形態の磁気バネ１７を用いたもので説明すると、まず、コイル１１に通電する前の無通電時で初期状態における駆動コア１２は、磁気バネ１７の作用により、一端部１０ｃと他端部１０ｄとが第１、第２バネ磁石６、７の境界部分と対向している。
また、この時の補助コア１４は、一端部１０ｃと他端部１０ｄとが、第１、第２駆動磁石６、７と対向して、第１、第２バネ磁石６、７に吸引されている。
このような初期状態において、コイル１１に所定周波数の電力を通電すると、駆動コア１２に磁束が発生し、この磁束が第１、第２駆動磁石６、７の磁束に作用して、駆動コア１２が揺動軸８を中心として所定角度揺動するようになっている。
【００３８】
この時、コイル１１に通電する電流の波形２１を、図１７に示すような、短い周期Ｔ１とすることで、単位時間当たりの振動数が多い高周波振動とすることができる。このような高周波振動の駆動行うには、短い周期Ｔ１の波形の電流をコイル１１に通電することで、例えば第１バネ磁石１８が第３バネ磁石２０の第１段部２０ａと対向する位置まで揺動おもり１６が揺動する。この時の揺動おもり１６の揺動範囲は、角度にして略９０度と狭い範囲である。
その後、揺動おもり１６が初期状態に復帰時に、磁気バネ１７の作用により、第１バネ磁石１８に第１段部２０ａの反発力と第２バネ磁石１９の吸引力が加わる。
このことにより、駆動トルクが小さくても初期状態への復帰速度を速めることができる。
そして、本発明の振動発生装置１をゲーム機等のコントローラに用いて高周波振動を発生させることで、衝撃波のような強い振動によるクリック感を得ることができ、ゲームの臨場感を高めることができる。
【００３９】
また、コイル１１に通電する電流の波形２１を、図１８に示すような、長い周期Ｔ２とすることで、単位時間当たりの振動数が少ない低周波振動とすることができる。このような低周波振動の駆動を行うには、長い周期Ｔ２の波形の電流をコイル１１に通電することで、例えば第１バネ磁石１８が第３バネ磁石２０の第３段部２０ｃと対向する位置まで揺動おもり１６が揺動する。この時の揺動おもり１６の揺動範囲は、角度にして略１８０度と広い範囲である。
【００４０】
また、低周波振動を発生させるのに、いきなり長い周期Ｔ２の電流を通電しないで、図１９に示すように、初めは短い周期Ｔ１の電流を通電して高周波振動を発生させておき、その後、通電電流を徐々に長い周期Ｔ２に切替えていくことで、無理なくスムーズに低周波振動を発生させることができる。
尚、通電電流は矩形波に限らず、図２０に示すような、サイン波からなる波形２２の電流を通電することで、スムーズな振動を発生させることができる。
また、ケース２の開放された上下を下蓋３と上蓋４とで遮蔽することで説明したが、ケース２を絞り加工して、下部側のみが開放されて、一方側の上部側に蓋材である上蓋４が配設され、この蓋材である上蓋４がケース２と一体形成したものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の振動発生装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の振動発生装置の要部断面図である。
【図３】コア部材の斜視図である。
【図４】駆動源の斜視図である。
【図５】本発明の振動発生装置の要部断面図である。
【図６】コアの変形例である。
【図７】図６のコアを組み込んだ駆動源の斜視図である。
【図８】揺動おもりの平面図である。
【図９】磁気バネの第１の実施の形態の第３磁石の斜視図である。
【図１０】磁気バネの第１の実施の形態の側面図である。
【図１１】磁気バネの第２の実施の形態を説明する図である。
【図１２】磁気バネの第２の実施の形態を説明する図である。
【図１３】磁気バネの第３の実施の形態を説明する図である。
【図１４】磁気バネの第４の実施の形態を説明する図である。
【図１５】磁気バネの第５の実施の形態を説明する図である。
【図１６】磁気バネの第６の実施の形態を説明する図である。
【図１７】コイルに通電する電流の波形を説明する図である。
【図１８】コイルに通電する電流の波形を説明する図である。
【図１９】コイルに通電する電流の波形を説明する図である。
【図２０】コイルに通電する電流の波形を説明する図である。
【図２１】従来の振動発生装置を説明する平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  本発明の振動発生装置
２  ケース
３  下蓋
３ａ  軸受支持部
４  スイッチ形成部
４ａ  軸受支持部
５  軸受
６  第１駆動磁石
６ａ  端部（境界部分）
７  第２磁石
７ａ  端部（境界部分）
８  揺動軸
９  駆動源
１０  コア部材
１０ａ  軸孔
１０ｂ  基部
１０ｃ  一端部
１０ｄ  他端部
１１  コイル
１２  駆動コイル
１３  ワッシャ
１４  補助コア
１５  磁気シールド
１５ａ  支持孔
１６  揺動おもり
１６ａ  カシメ部
１６ｂ  平坦部
１６ｃ  外周面  
１６ｄ  上面
１７  磁気バネ
１８  第１バネ磁石
１９  第２バネ磁石
２０  第３バネ磁石
２１  波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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