KR100960219B1 - Haptic Switching Unit and Haptic Switching System with the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 유니트 하우징; 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 유니트 인쇄회로기판; 상기 유니트 하우징에 배치되는 햅틱 하우징과, 상기 햅틱 하우징에 대하여 축방향 회전 가능한 로터리 스위치부와, 상기 햅틱 하우징에 배치되어 상기 로터리 스위치부에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 인쇄회로기판을 구비하는 햅틱 액츄에이터; 및 상기 유니트 하우징에 배치되는 정전 용량 스위치 버튼과, 상기 정전 용량 스위치 버튼에 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼과 이격되어 상기 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극을 갖는 정전 용량 스위치부;를 구비하는 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템을 제공한다. The present invention, the unit housing; A unit printed circuit board disposed inside the unit housing; A haptic actuator including a haptic housing disposed in the unit housing, a rotary switch unit axially rotatable with respect to the haptic housing, and a haptic printed circuit board disposed in the haptic housing to transmit an electrical signal to the rotary switch unit; And a capacitive switch button disposed in the unit housing, and a capacitive switch electrode spaced apart from the capacitive switch button to a position corresponding to the capacitive switch button and disposed on the unit printed circuit board. It provides a haptic switch unit having a; and a haptic switch system having the same.

Description

햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템{Haptic Switching Unit and Haptic Switching System with the same}Haptic Switch Unit and Haptic Switching System with the Same

본 발명은 햅틱 스위치 유니트, 이를 구비하는 장치에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자로 하여금 진동 및 회동 저항을 느낄 수 있도록 하는 액츄에이터와 정전 용량 스위치부를 구비하는 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a haptic switch unit, a device having the same, and more particularly, to a haptic switch unit having an actuator and a capacitive switch unit for allowing a user to feel vibration and rotational resistance, and a haptic switch system having the same. It is about.

햅틱스(Haptics)는 촉각을 통하여 사용자에게 정보를 전달하기 위한 연구 분야의 하나이다. 대부분의 정보 전달은 시각 또는 청각을 통하여 이루어졌으나 컴퓨터 인터페이스 혹은 가상 환경의 발전에 따라 또 다른 감각 정보에 대한 사용자의 니즈 증대로 인하여 햅틱스에 대한 연구가 급속히 이루어지고 있다. Haptics is one of the research fields for delivering information to the user through tactile sense. Most of the information transmission is through visual or auditory, but research on haptics is rapidly being conducted due to the increase of user's need for another sensory information according to the development of computer interface or virtual environment.

한국 등록 특허 제507554호에는 링크 기구를 통하여 독립적인 3자유도를 구현할 수 있도록 컴퓨터에 연결되어 사용되는 햅틱 조이스틱 시스템이 개시되어 있고, 한국 공개 특허 제 2003-82968호에는 컴퓨터 터치 패드에 촉감을 전달하는 액츄에이터를 구비하여 사용자로 하여금 출력되는 포스를 감지할 수 있도록 하는 햅틱 인터페이스가 개시되어 있다. Korean Patent No. 507554 discloses a haptic joystick system that is connected to a computer and used to implement independent three degrees of freedom through a link mechanism, and Korean Patent Laid-Open No. 2003-82968 discloses a touch to a computer touch pad. A haptic interface is disclosed that includes an actuator to enable a user to sense an output force.

하지만, 이와 같은 종래 기술에 따른 액츄에이터는 계층적 인터페이스 구조를 취하는데, 사용자가 원하는 메뉴를 선택하기 위하여 액츄에이터의 잦은 조작에 의하여 액츄에이터의 내구성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 계층적 구조의 인터페이스를 선택함에 있어 사용자의 조작이 불편하다는 문제점이 있었다.However, the actuator according to the prior art has a hierarchical interface structure, and there is a problem in that durability of the actuator is degraded by frequent operation of the actuator to select a desired menu. In addition, there is a problem that the user's operation is inconvenient in selecting a hierarchical interface.

본 발명은 진동 및 회동 저항에 의해 사용자로 하여금 촉감을 느낄 수 있도록 하는 간단한 구조의 햅틱 액츄에이터의 내구성 증대 및 조작 용이성을 증대시킬 수 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 액츄에이터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a haptic switch unit and a haptic actuator system having the same, which can increase durability and ease of operation of a haptic actuator having a simple structure that allows a user to feel it by vibration and rotational resistance. .

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니트 하우징; 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 유니트 인쇄회로기판; 상기 유니트 하우징에 배치되는 햅틱 하우징과, 상기 햅틱 하우징에 대하여 축방향 회전 가능한 로터리 스위치부와, 상기 햅틱 하우징에 배치되어 상기 로터리 스위치부에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 인쇄회로기판을 구비하는 햅틱 액츄에이터; 및 상기 유니트 하우징에 배치되는 정전 용량 스위치 버튼과, 상기 정전 용량 스위치 버튼에 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼과 이격되어 상기 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극을 갖는 정전 용량 스위치부;를 구비하는 햅틱 스위치 유니트를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a unit housing; A unit printed circuit board disposed inside the unit housing; A haptic actuator including a haptic housing disposed in the unit housing, a rotary switch unit axially rotatable with respect to the haptic housing, and a haptic printed circuit board disposed in the haptic housing to transmit an electrical signal to the rotary switch unit; And a capacitive switch button disposed in the unit housing, and a capacitive switch electrode spaced apart from the capacitive switch button to a position corresponding to the capacitive switch button and disposed on the unit printed circuit board. It provides a haptic switch unit having a.

상기 햅틱 스위치 유니트에 있어서, 상기 정전 용량 스위치 버튼의 일단은 상기 유니트 하우징에 고정 장착되고 타단은 자유단이고, 상기 정전 용량 스위치 버튼은 상기 유니트 하우징과 일체로 박막 형성되며, 상기 정전 용량 스위치 버튼의 일면에는 버튼 탄성 패드가 구비될 수도 있다. In the haptic switch unit, one end of the capacitive switch button is fixedly mounted to the unit housing and the other end is a free end, and the capacitive switch button is formed as a thin film integrally with the unit housing. One side may be provided with a button elastic pad.

또한, 상기 유니트 하우징의 내부에는 상기 정전 용량 스위치부에 빛을 제공하기 위한 유니트 발광부가 더 구비될 수도 있고, 상기 유니트 발광부는: 상기 유니트 인쇄회로기판에 배치되는 유니트 발광 램프와, 상기 유니트 하우징과 상기 유니트 인쇄회로기판 사이로, 상기 유니트 발광 램프에 인접 배치되는 유니트 프리즘을 구비할 수도 있으며, 상기 유니트 프리즘은 일체의 지그 재그 타입 프리즘 바디를 구비하고, 상기 유니트 프리즘의 대응되는 위치로 상기 유니트 인쇄회로기판에는 유니트 기판 관통구가 구비될 수도 있다. 또한, 상기 유니트 프리즘은, 상기 지그 재그 타입 프리즘 바디로부터 연장 형성되는 프리즘 연장부가 구비되고, 상기 유니트 인쇄회로기판에는 기판 광원 관통구가 구비되고, 상기 기판 광원 관통구의 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼에는 버튼 표시부가 구비될 수도 있고, 상기 햅틱 하우징은, 내부 바디 공간을 구비하는 햅틱 하우징 바디와, 상기 햅틱 하우징 바디의 일단에 배치되는 햅틱 하우징 베이스를 구비하고, 상기 로터리 스위치부는, 상기 햅틱 하우징 베이스와 대응되도록 상기 햅틱 하우징 바디의 타단에 축방향 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브와, 상기 햅틱 하우징 바디 내부에 배치되고 상기 로터리 노브와 맞물리어 함께 축방향 회전하는 로터리 플레이트와, 상기 로터리 플레이트와 상기 햅틱 하우징 베이스 사이에 축방향 회동이 제한되도 록 배치되고 내부에 코어 코일이 배치되는 로터리 코어와, 상기 코어 코일에 입력되는 전기적 신호에 따라 상기 로터리 코어에 접촉하여 상기 로터리 코어와의 사이에 힘전달이 이루어지도록 축방향 이동 가능하게 배치되고 상기 로터리 플레이트와 맞물리어 함께 축방향 회전 가능한 로터리 흡인부를 구비하고, 상기 햅틱 인쇄회로기판은, 상기 햅틱 하우징의 내부에 배치되어 상기 코어 코일에 전기적 신호를 전달할 수도 있다. The unit light emitting unit may further include a unit light emitting unit configured to provide light to the capacitive switch unit, wherein the unit light emitting unit may include: a unit light emitting lamp disposed on the unit printed circuit board; A unit prism disposed between the unit printed circuit boards and adjacent to the unit light emitting lamp, wherein the unit prism has an integral zig-zag type prism body, and the unit printed circuit is moved to a corresponding position of the unit prism. The substrate may be provided with a unit substrate through hole. In addition, the unit prism is provided with a prism extension extending from the jig zag-type prism body, the unit printed circuit board is provided with a substrate light source through hole, the capacitance switch to a corresponding position of the substrate light source through hole The button may be provided with a button display unit, and the haptic housing may include a haptic housing body having an internal body space and a haptic housing base disposed at one end of the haptic housing body, and the rotary switch unit may be provided with the haptic housing. A rotary knob axially rotatably disposed at the other end of the haptic housing body so as to correspond to a base, a rotary plate disposed inside the haptic housing body and axially rotated together with the rotary knob, the rotary plate and the Shaft between haptic housing base Axial movement is arranged so that the rotation of the rotation is limited and the core core is disposed therein, and in contact with the rotary core in accordance with the electrical signal input to the core coil to axially move the force transfer between the rotary core The rotary suction unit may be disposed to be axially rotatable together with the rotary plate, and the haptic printed circuit board may be disposed inside the haptic housing to transmit an electrical signal to the core coil.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 시스템 하우징과, 유니트 하우징; 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 유니트 인쇄회로기판; 상기 유니트 하우징에 배치되는 햅틱 하우징과, 상기 햅틱 하우징에 대하여 축방향 회전 가능한 로터리 스위치부와, 상기 햅틱 하우징에 배치되어 상기 로터리 스위치부에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 인쇄회로기판을 구비하는 햅틱 액츄에이터; 및 상기 유니트 하우징에 배치되는 정전 용량 스위치 버튼과, 상기 정전 용량 스위치 버튼에 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼과 이격되어 상기 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극을 갖는 정전 용량 스위치부;를 구비하고, 상기 시스템 하우징에 배치되는 햅틱 스위치 유니트와, 상기 시스템 하우징에 배치되어 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루어 상기 햅틱 스위치 유니트의 작동 상태를 표시하는 시스템 디스플레이와, 상기 햅틱 스위치 유니트 및 상기 시스템 디스플레이와 전기적 소통을 이루어 각각의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부를 구비하는 햅틱 스위치 시스템을 제공할 수도 있다. According to another aspect of the invention, the system housing, the unit housing; A unit printed circuit board disposed inside the unit housing; A haptic actuator including a haptic housing disposed in the unit housing, a rotary switch unit axially rotatable with respect to the haptic housing, and a haptic printed circuit board disposed in the haptic housing to transmit an electrical signal to the rotary switch unit; And a capacitive switch button disposed in the unit housing, and a capacitive switch electrode spaced apart from the capacitive switch button to a position corresponding to the capacitive switch button and disposed on the unit printed circuit board. And a haptic switch unit disposed in the system housing, a system display disposed in the system housing and in electrical communication with the haptic switch unit to display an operating state of the haptic switch unit, the haptic switch unit; It is also possible to provide a haptic switch system having a system controller for outputting respective control signals in electrical communication with the system display.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다. Haptic switch unit and a haptic switch system having the same according to the present invention having the configuration as described above has the following effects.

첫째, 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템은, 회전 모드를 수행하는 햅틱 액츄에이터 이외에 정전 용량 스위치부를 구비함으로써 사용자에게 보다 개선된 조작 편의성을 제공하고, 햅틱 액츄에이터의 잦은 조작에 따른 파손 가능성을 방지 내지 저감시킬 수 있다. First, the haptic switch unit and the haptic switch system having the same according to the present invention have a capacitive switch unit in addition to the haptic actuator that performs the rotation mode, thereby providing a user with improved operation convenience, and according to the frequent operation of the haptic actuator. The possibility of breakage can be prevented or reduced.

둘째, 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템은, 정전 용량 스위치부 및 햅틱 액츄에이터를 구비하여 종래의 기계식 접촉식 택트 스위치로 인한 원가 상승, 공정 시간 상승 및 제품 불량 가능성을 현저하게 감소시킴으로써, 생산 원가 절감 및 제품 내구성을 극대화시킬 수도 있다. Secondly, the haptic switch unit and the haptic switch system having the same according to the present invention include a capacitive switch unit and a haptic actuator to significantly increase the cost, process time increase, and possibility of product failure due to the conventional mechanical contact tact switch. By reducing production costs and product durability can be maximized.

셋째, 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템은, 햅틱 액츄에이터와 정전 용량 스위치부를 동시에 구비함으로써, 계층적 메뉴 선택 구조(hierarchical structure)를 사용하는 유저 인터페이스의 조작 용이성을 보다 증대시켜 사용자의 신속하고 용이한 사용성을 증대시킬 수도 있다. Third, the haptic switch unit and the haptic switch system having the same according to the present invention have a haptic actuator and a capacitive switch at the same time, thereby further increasing the ease of operation of a user interface using a hierarchical menu selection structure. It can also increase the user's quick and easy usability.

넷째, 게임기 및 자동차의 센터페시아(center fascia)에 배치되는 각종 컨트롤 스위치 등에 적용됨으로써, 사용자에게 우수한 조작감을 제공할 수도 있다.Fourth, by being applied to various control switches and the like disposed in the center fascia of game machines and automobiles, it is possible to provide an excellent operation feeling to the user.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이하에서는 햅틱 스위치 유니트 및 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템에 대한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a haptic switch unit and a haptic switch system having the same will be described with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 시스템(2)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 시스템(2)에 구비되는 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 개략적인 사시도가 도시되고, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 개략적인 분해 사시도가 도시되며, 도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트(5)에 대한 다른 시점에서 본 개략적인 분해 사시도가 도시된다. 1 shows a schematic perspective view of a haptic switch system 2 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a haptic switch unit provided in the haptic switch system 2 according to an embodiment of the present invention. A schematic perspective view of 5) is shown, FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of a haptic switch unit 5 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a haptic according to an embodiment of the present invention. A schematic exploded perspective view from another point of view of the switch unit 5 is shown.

본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 시스템(2)은 시스템 하우징(4)과, 햅틱 스위치 유니트(5)와, 시스템 디스플레이(3, 도 16 참조)와, 시스템 제어부(6)를 구비하는데, 햅틱 스위치 유니트(5)는 시스템 하우징(4)에 장착되어 시스템 하우징(4)의 내부에 배치되는 시스템 제어부(6)에 의하여 제어된다. 또한, 시스템 하우징(4)에는 시스템 디스플레이(3)가 장착되는데, 시스템 디스플레이(3)는 시스템 제어부(6)로부터의 제어 신호에 따라 햅틱 스위치 유니트(5)의 작동 상태를 화상 표시한다. 여기서, 자세하게 도시되지는 않았으나 시스템 디스플레이(3)는 시스템 하우징(4)에 대하여 위치 가변 가능한 구조로 장착될 수도 있다. The haptic switch system 2 according to an embodiment of the present invention includes a system housing 4, a haptic switch unit 5, a system display 3 (see FIG. 16), and a system control unit 6. The haptic switch unit 5 is controlled by the system control unit 6 mounted on the system housing 4 and arranged inside the system housing 4. In addition, the system housing 4 is equipped with a system display 3, which displays an operating state of the haptic switch unit 5 in accordance with a control signal from the system control unit 6. Here, although not shown in detail, the system display 3 may be mounted in a structure that can be changed in position with respect to the system housing 4.

햅틱 스위치 유니트(5)는 유니트 하우징(50)과, 유니트 인쇄회로기판(60)과, 햅틱 액츄에이터(1) 및 정전 용량 스위치부(70)를 포함한다. 유니트 하우징(50)은 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)를 포함하는데, 유니트 하우징 바디(500)는 유니트 하우징 베이스(510)는 서로 맞물리어 결합되어 유니트 하우징 내부 공간을 형성한다. 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)에는 스냅-피트(snap-fit)가 배치되어 서로 맞물리어 결합되는 구조를 취한다. 경우에 따라서, 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)를 결합시키기 위한 볼트와 같은 별도의 체결 수단이 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다.The haptic switch unit 5 includes a unit housing 50, a unit printed circuit board 60, a haptic actuator 1 and a capacitive switch unit 70. The unit housing 50 includes a unit housing body 500 and a unit housing base 510. The unit housing body 500 is coupled to each other by the unit housing base 510 to form a unit housing internal space. A snap-fit is disposed in the unit housing body 500 and the unit housing base 510 so as to be engaged with each other. In some cases, the structure may further include a separate fastening means such as a bolt for coupling the unit housing body 500 and the unit housing base 510.

유니트 하우징 바디(500)에는 햅틱 액츄에이터 관통구(502)가 형성되어 하기되는 햅틱 액츄에이터(1)의 관통을 허용한다. 여기서, 햅틱 액츄에이터 관통구(502)는 유니트 하우징 바디(500)의 중앙에 배치되는 것으로 도시되는데, 이는 본 발명의 일예로서 햅틱 액츄에이터 관통구(502)는 설계 사양에 따라 다양한 위치를 점유할 수 있다. 유니트 하우징 바디(500)의 측면에는 바디 장착부(501)가 연장 형성되는데, 유니트 하우징 바디(500)는 바디 장착부(501)를 통하여 시스템 하우징(4)에 고정 장착된다. The haptic actuator through hole 502 is formed in the unit housing body 500 to allow the haptic actuator 1 to be penetrated below. Here, the haptic actuator through hole 502 is shown to be disposed in the center of the unit housing body 500, which is an example of the present invention, the haptic actuator through hole 502 may occupy various positions according to design specifications. . A body mounting part 501 is formed on the side of the unit housing body 500, and the unit housing body 500 is fixedly mounted to the system housing 4 through the body mounting part 501.

유니트 하우징 베이스(510)에는 햅틱 액츄에이터(1)의 장착을 위한 햅틱 액츄에이터 수용부(513)가 구비되는데, 햅틱 액츄에이터 수용부(513)에는 햅틱 액츄에이터 장착구(514)가 관통 형성됨으로써 햅틱 액츄에이터(1)가 유니트 하우징 베이스(510)에 대하여 고정 장착될 수 있다. The unit housing base 510 is provided with a haptic actuator receiving portion 513 for mounting the haptic actuator 1, the haptic actuator receiving portion 513 is formed through the haptic actuator mounting hole 514, the haptic actuator 1 ) May be fixedly mounted relative to the unit housing base 510.

유니트 인쇄회로기판(60)은 유니트 하우징(50)의 내부에 배치되는데, 유니트 인쇄회로기판(60)에는 햅틱 액츄에이터(1) 및/또는 하기되는 정전 용량 스위치부(70)와의 전기적 소통을 이루는 다수의 회로배선(미도시) 및 전기소자(미도시)가 배치된다. 유니트 하우징 베이스(510)에는 유니트 인쇄회로기판 수용부(511)가 구비되는데, 유니트 인쇄회로기판 수용부(511)에는 유니트 인쇄회로기판(60)을 안정적으로 지지하기 위한 유니트 인쇄회로기판 안착부(512)가 구비된다. The unit printed circuit board 60 is disposed inside the unit housing 50, and the unit printed circuit board 60 has a plurality of electrical communication with the haptic actuator 1 and / or the capacitive switch unit 70 described below. Circuit wiring (not shown) and an electric element (not shown) are arranged. The unit housing base 510 is provided with a unit printed circuit board accommodating part 511, and the unit printed circuit board accommodating part 511 has a unit printed circuit board mounting part for stably supporting the unit printed circuit board 60. 512 is provided.

햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)과, 로터리 스위치부(30)와, 햅틱 인쇄회로기판(40)을 구비한다. 도 8a에는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 개략적인 분해 사시도가 도시되고, 도 8b에는 도 8a의 햅틱 액츄에이터에 대한 다른 시점에서의 개략적인 부분 분해 사시도가 도시된다. The haptic actuator 1 includes a haptic housing 10, a rotary switch unit 30, and a haptic printed circuit board 40. FIG. 8A shows a schematic exploded perspective view of a haptic actuator in accordance with one embodiment of the present invention, and FIG. 8B shows a schematic partial exploded perspective view of another embodiment of the haptic actuator of FIG. 8A.

햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)과, 로터리 스위치부(30)와, 햅틱 인쇄회로기판(40)을 구비하는데, 로터리 스위치부(30) 및 햅틱 인쇄회로기판(40)의 적어도 일부가 햅틱 하우징(10;11,13)의 내부에 배치되고, 로터리 스위치부(30)의 일부는 햅틱 하우징(10)에 대하여 햅틱 하우징(10)의 축방향 회동이 가능하도록 배치된다. 본 실시예에 따른 햅틱 액츄에이터(1)는 햅틱 하우징(10)의 일단에 버튼 스위치부(20)가 더 구비되는 구성을 취하는 것으로 도시되었으나, 로터리 스위치부만을 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. The haptic actuator 1 includes a haptic housing 10, a rotary switch unit 30, and a haptic printed circuit board 40, wherein at least a portion of the rotary switch unit 30 and the haptic printed circuit board 40 are formed. It is disposed inside the haptic housing (10; 11, 13), a portion of the rotary switch unit 30 is disposed to enable the axial rotation of the haptic housing 10 with respect to the haptic housing (10). Although the haptic actuator 1 according to the present embodiment is illustrated as having a configuration in which the button switch unit 20 is further provided at one end of the haptic housing 10, the haptic actuator 1 may be configured to include only the rotary switch unit. The invention is not limited to this.

햅틱 하우징(10)은 햅틱 하우징 바디(11)와 햅틱 하우징 베이스(13)를 포함하는데, 햅틱 하우징 바디(11)는 내부 바디 공간(115)을 구비하여 로터리 스위치부(30)의 적어도 일부가 배치되도록 한다. 햅틱 하우징 바디(11)는 양단이 개방된 구성을 취하는 것으로 도시되는데, 햅틱 하우징 바디(11)의 개방된 양단 중 어느 일단에는 햅틱 하우징 베이스(13)가 배치된다. 햅틱 하우징 바디(11)의 단부에는 바디 베이스 체결부(111)가 구비되고 이와 대응되는 위치로 햅틱 하우징 베이 스(13)의 단부에는 베이스 바디 체결부(130)가 구비된다. 여기서, 바디 베이스 체결부(111)는 햅틱 하우징 바디(11)의 단부 측면에 형성되는 관통구로 구성되고 베이스 바디 체결부(130)는 햅틱 하우징 베이스(13)의 단부 측면에 형성되는 돌기로 구성되어 이들이 서로 맞물리는 구조를 취하는 것으로 구성되는데, 본 발명은 이에 국한되지 않고 바디 베이스 체결부(111)가 돌기 구조를 구비하고 베이스 바디 체결부(130)가 관통구 구조를 구비하는 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 또한, 햅틱 하우징 베이스(13)의 단부에는 베이스 연장부(131)가 구비되는데, 베이스 연장부(131)는 유니트 하우징 베이스(510)에 형성되는 베이스 장착 안내 관통구(514)를 관통하여 배치됨으로써 햅틱 액츄에이터(1)가 유니트 하우징(50)에 더욱 안정적으로 장착될 수 있도록 하고 제작자가 조립 위치를 용이하게 인식할 수 있도록 하여 조립 공정을 보다 용이하게 한다. 여기서, 베이스 연장부는 단순한 장착 구조에 대하여 기술되었으나 유니트 하우징으로의 신호 출력을 위한 별도의 배선이 관통 배치될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. The haptic housing 10 includes a haptic housing body 11 and a haptic housing base 13. The haptic housing body 11 has an internal body space 115 so that at least a portion of the rotary switch unit 30 is disposed. Be sure to The haptic housing body 11 is shown to have an open configuration at both ends, and the haptic housing base 13 is disposed at either end of the open ends of the haptic housing body 11. The body base fastening portion 111 is provided at the end of the haptic housing body 11 and the base body fastening portion 130 is provided at the end of the haptic housing base 13 in a position corresponding thereto. Here, the body base fastening portion 111 is composed of a through hole formed in the end side of the haptic housing body 11 and the base body fastening portion 130 is composed of a protrusion formed on the end side of the haptic housing base 13 They are configured to take a structure that is engaged with each other, the present invention is not limited to this, the body base fastening portion 111 has a protrusion structure and the base body fastening portion 130 may take a configuration having a through-hole structure. Various modifications are possible. In addition, the end of the haptic housing base 13 is provided with a base extension 131, the base extension 131 is disposed through the base mounting guide through hole 514 formed in the unit housing base 510 The haptic actuator 1 can be more stably mounted to the unit housing 50 and the manufacturer can easily recognize the assembly position to facilitate the assembly process. Here, the base extension has been described with respect to a simple mounting structure, but various modifications are possible depending on the design specification such that a separate wiring for outputting a signal to the unit housing may be arranged.

로터리 스위치부(30)는 적어도 일부가 햅틱 하우징(10)에 의하여 형성되는 내부 공간에 위치하도록 구성된다. 로터리 스위치부(30)는 로터리 노브(300)와, 로터리 플레이트(310)와, 로터리 코어(340)와, 로터리 흡인부(350)를 구비한다. 로터리 노브(300)는 햅틱 하우징 바디(11)의 타단에 배치되는데, 햅틱 하우징 바디(11)의 일단에 배치되는 햅틱 하우징 베이스(13)와 대응하며 축방향 회전 가능하게 배치된다. 즉, 로터리 노브(300)는 햅틱 하우징 바디(11)의 단부로 햅틱 하우징 베이스(13)와 마주하도록 배치되는데, 로터리 노브(300)의 외주는 플레이트 타 입의 링 일면으로부터 수직 연장 형성된 연장부를 구비하고 연장부와 플레이트 타입 링 사이에 수 개의 연장 돌기를 형성하여 사용자로 하여금 로터리 노브(300)의 그립감을 증대시켜 로터리 노브(300)를 조작할 때 발생 가능한 미끄러짐을 방지할 수도 있다.The rotary switch unit 30 is configured such that at least a part thereof is located in an inner space formed by the haptic housing 10. The rotary switch unit 30 includes a rotary knob 300, a rotary plate 310, a rotary core 340, and a rotary suction unit 350. The rotary knob 300 is disposed at the other end of the haptic housing body 11, and corresponds to the haptic housing base 13 disposed at one end of the haptic housing body 11 and is disposed to be axially rotatable. That is, the rotary knob 300 is disposed at the end of the haptic housing body 11 so as to face the haptic housing base 13, and the outer circumference of the rotary knob 300 includes an extension portion extending vertically from one surface of the ring of the plate type. In addition, by forming several extension protrusions between the extension part and the plate type ring, the user may increase the grip feeling of the rotary knob 300 to prevent possible slippage when operating the rotary knob 300.

로터리 플레이트(310)는 햅틱 하우징 바디(11) 내부에 배치되는데, 로터리 플레이트(310)는 로터리 노브(300)와 맞물리어 함께 축방향 회전한다. 로터리 플레이트(310)의 외연으로부터 로터리 노브(300)를 향하여 연장 형성된 연장부에는 로터리 노브(300)와의 맞물림을 위한 로터리 플레이트 체결부(311)가 구비되는데, 로터리 플레이트(310)와 로터리 노브(300)의 결합시 로터리 플레이트 체결부(311)의 대응 위치로 로터리 노브(300)의 내측면에는 로터리 플레이트 체결 대응부(302)가 구비된다. 로터리 플레이트 체결부(311)와 로터리 플레이트 체결 대응부(302)가 서로 맞물림으로써, 로터리 노브(300)의 축회전 운동은 로터리 플레이트(310)에 그대로 전달되어 로터리 플레이트(310)는 로터리 노브(300)와 함께 축회전 운동을 이룬다. 로터리 노브(300)와 로터리 플레이트(310) 간의 맞물림에 의하여 공간이 형성되는데, 이 공간에는 하기되는 버튼 스위치부의 적어도 일부가 수용될 수도 있다. The rotary plate 310 is disposed inside the haptic housing body 11, which rotates in axial engagement with the rotary knob 300. The extended portion extending from the outer edge of the rotary plate 310 toward the rotary knob 300 is provided with a rotary plate fastening portion 311 for engaging with the rotary knob 300, the rotary plate 310 and the rotary knob 300 ), The rotary plate fastening counterpart 302 is provided on the inner surface of the rotary knob 300 to a corresponding position of the rotary plate fastening part 311. As the rotary plate fastening part 311 and the rotary plate fastening counterpart 302 mesh with each other, the axial rotation of the rotary knob 300 is transmitted to the rotary plate 310 as it is, so that the rotary plate 310 is the rotary knob 300. ) To achieve axial rotation. A space is formed by the engagement between the rotary knob 300 and the rotary plate 310, and at least a portion of the button switch unit described below may be accommodated therein.

로터리 코어(340)는 로터리 플레이트(310)와 햅틱 하우징 베이스(13) 사이에 배치되어 햅틱 액츄에이터의 축방향으로의 회동이 제한되는데, 로터리 코어(340)의 내부에는 코어 코일(미도시)이 배치된다. 즉, 로터리 코어(340)는 중앙에 코어 관통구(341)와 내부에 코어 수용부(343)를 구비하며 단면이 눕혀진 "ㄷ"자 형의 형상 을 구비하는 링 타입으로 구성된다. 로터리 코어(340)는 본 실시예에서 SNC(니켈 크롬강 강재)를 포함하는 것으로 구현되었으나 이는 본 발명의 일예일뿐 강자성체를 형성하고 적절한 마찰 계수를 구비하는 등, 하기되는 로터리 흡인부의 로터리 디스크와의 자기 상호 작용을 발생시킬 수 있는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. The rotary core 340 is disposed between the rotary plate 310 and the haptic housing base 13 to limit rotation of the haptic actuator in the axial direction. A core coil (not shown) is disposed inside the rotary core 340. do. That is, the rotary core 340 has a core through hole 341 at the center and a core receiving portion 343 therein, and is composed of a ring type having a shape of a "c" shape in which the cross section is laid down. The rotary core 340 is implemented in this embodiment to include SNC (nickel chrome steel), but this is only one example of the present invention and forms a ferromagnetic material and has an appropriate friction coefficient, such as the rotary disk of the rotary suction unit described below Various configurations are possible in the range that can generate magnetic interaction.

로터리 코어(340)의 내부에 형성된 코어 수용부(343)에는 코어 코일(미도시)이 배치되는데, 코어 코일은 코어 수용부(343)에 직접 권취되는 구성을 취할 수도 있으나, 조립의 용이성을 증대시키기 위하여 코어 보빈(347)을 통하여 배치되는 구성을 취할 수도 있다. 코어 코일은 코어 보빈(347)의 외주 일부에 권취되는데, 중앙에 배치된 코어 보빈(347)의 중앙 관통구는 로터리 코어(340)의 코어 수용부(343)를 형성하기 위한 내측 연장부를 삽입 수용시킨다. 경우에 따라, 코어 보빈의 중앙 관통구의 내측면과 이와 마주하는 로터리 코어의 내측면 간에는 서로 맞물리어 코어 보빈의 축방향 회전을 방지하는 맞물림 부재가 더 구비될 수도 있다. A core coil (not shown) is disposed in the core accommodating portion 343 formed inside the rotary core 340. The core coil may take a configuration in which the core coil is wound directly on the core accommodating portion 343, but increases ease of assembly. It may take a configuration disposed through the core bobbin 347 to make. The core coil is wound around a part of the outer circumference of the core bobbin 347, and a central through hole of the core bobbin 347 disposed in the center inserts and accommodates an inner extension for forming the core receiving portion 343 of the rotary core 340. . In some cases, an engagement member may be further provided between the inner side surface of the central through hole of the core bobbin and the inner side surface of the rotary core opposite thereto to prevent axial rotation of the core bobbin.

코어 코일은 로터리 코어(340)를 포함한 햅틱 액츄에이터(1)의 축을 중심으로 권선되는 구조를 취한다. 여기서, 코어 코일은 다른 구성 요소의 결합 관계를 명확히 하기 위하여 생략되었는데, 이의 형상 등은 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 알 수 있음은 명백하다.The core coil has a structure wound around an axis of the haptic actuator 1 including the rotary core 340. Here, the core coil is omitted in order to clarify the coupling relationship of the other components, it is apparent that the shape and the like can be easily understood by those skilled in the art.

또한, 경우에 따라 하기되는 로터리 코어의 축방향 이동을 제한하거나 또는 축방향 이동에 의한 충격을 완화시키기 위한 구성을 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 로터리 플레이트(310)와 로터리 코어(340) 사이에 고정 플레이트(320)가 더 배치되고, 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사이에 로터리 탄성 부재(330)가 더 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 고정 플레이트(320)는 햅틱 하우징 바디(11)의 내측에 고정 장착되어 로터리 플레이트(310)가 배치된 영역과 로터리 코어(340)가 배치된 영역을 분리하고, 로터리 탄성 부재(330)는 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사이에 배치되어 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의하여 발생하는 급격한 충격량 증대를 완화시킨다. Moreover, you may further be equipped with the structure for limiting the axial movement of the rotary core mentioned later, or mitigating the impact by an axial movement. That is, as shown in FIGS. 8A to 8B, the fixing plate 320 is further disposed between the rotary plate 310 and the rotary core 340, and the rotary plate is disposed between the fixing plate 320 and the rotary core 340. The elastic member 330 may be further disposed. The fixed plate 320 is fixedly mounted inside the haptic housing body 11 to separate the area where the rotary plate 310 is disposed and the area where the rotary core 340 is disposed, and the rotary elastic member 330 is a fixed plate. It is disposed between the 320 and the rotary core 340 to mitigate the sudden increase in the amount of impact caused by the axial linear movement of the rotary core 340.

고정 플레이트(320)는 중앙에 고정 플레이트 관통구(321)를 구비하고, 외주 측면에 고정 플레이트 체결부(323)를 구비하는데, 햅틱 하우징 바디(11)에 형성된 고정 플레이트 체결 대응부(110, 도 8a 참조)와 체결을 이룬다. 즉, 햅틱 하우징 바디(11)의 타단으로 로터리 노브(300)가 배치되는 면에는 로터리 노브(300)의 안정적인 회동을 지지하기 위한 바디 연장부가 형성되고, 바디 연장부의 적어도 내측 일면으로 고정 플레이트(320)를 향한 일면에는 고정 플레이트 체결 대응부(110)가 배치되는데, 고정 플레이트 체결부(323)와 고정 플레이트 체결 대응부(110)는 서로 맞물리어 체결되는 구성을 취한다. 따라서, 고정 플레이트(320)는 햅틱 하우징(10)에 대하여 축회전 가능하게 배치되는 로터리 노브(300) 및 로터리 플레이트(310)와는 달리 햅틱 하우징(10), 구체적으로 햅틱 하우징 바디(110)에 대하여 축방향 회동하지 않고 위치 고정되도록 배치되어 축방향 회동이 제한된다. 이와 같은 고정 플레이트(320)에 의하여 로터리 플레이트(310) 영역과 로터리 코어(340)의 영역이 분할됨으로써 양자 간의 운동시 발생 가능한 구성 요소 간의 운동 간섭을 방지할 수 있다. The fixing plate 320 has a fixing plate through hole 321 at the center and a fixing plate fastening portion 323 at the outer circumferential side thereof. The fixing plate fastening counterpart 110 formed at the haptic housing body 11 is illustrated. (See 8a). That is, a body extension part for supporting stable rotation of the rotary knob 300 is formed on a surface on which the rotary knob 300 is disposed at the other end of the haptic housing body 11, and the fixing plate 320 is formed on at least one inner surface of the body extension part. The fixing plate fastening counterpart 110 is disposed on one surface facing the), and the fixing plate fastening counterpart 323 and the fixed plate fastening counterpart 110 are engaged with each other. Therefore, unlike the rotary knob 300 and the rotary plate 310, which are disposed to be axially rotated with respect to the haptic housing 10, the fixing plate 320 may be disposed with respect to the haptic housing 10, specifically, the haptic housing body 110. It is arranged to be fixed in position without axial rotation, thereby limiting axial rotation. The region of the rotary plate 310 and the region of the rotary core 340 are divided by the fixing plate 320, thereby preventing movement interference between components that may occur during the movement between the two.

또한, 로터리 탄성 부재(330)는 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 사 이에 배치되는데, 본 실시예에서 로터리 탄성 부재(330)는 판상의 스파이더 타입 탄성 부재로 구성된다. 하지만, 본 발명은 상기와 같은 판상의 스파이더 타입 탄성 부재에 국한되지 않고 단순한 코일 스프링 타입의 구성을 취할 수도 있는 등, 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의한 충격을 완화시킬 수 있는 탄성 완충 작용을 제공하는 범위에서 다양한 구성을 취할 수도 있다. In addition, the rotary elastic member 330 is disposed between the fixed plate 320 and the rotary core 340, in this embodiment, the rotary elastic member 330 is composed of a plate-shaped spider-type elastic member. However, the present invention is not limited to the plate-like spider-type elastic member as described above, but may take the configuration of a simple coil spring type, such as an elastic buffer that can alleviate the impact caused by the axial linear movement of the rotary core 340. Various configurations may be taken in the range of providing the action.

경우에 따라, 판상의 스파이더 타입으로 구성되는 로터리 탄성 부재(330)의 각각의 일면에는 탄성 부재 안착 돌기(331,333)가 구비되고, 고정 플레이트(320) 및 로터리 코어(340)의 각각의 일면으로 로터리 탄성 부재(330)의 탄성 부재 안착 돌기(331,333)에 대응하는 위치에는 탄성 부재 안착 돌기(331,333)와 맞물리는 탄성 부재 안착홈(325,349)이 구비될 수도 있다. 이와 같은 구성을 통하여, 하기되는 로터리 코어(340)의 축방향 직선 운동에 의한 로터리 코어(340)와 다른 인접 구성 요소 간의 충격으로 인한 소음 발생 및 피로에 의한 파손을 방지 내지는 경감시킬 수 있다. In some cases, each surface of the rotary elastic member 330 composed of a plate-shaped spider type is provided with elastic member mounting projections 331, 333, the rotary plate to each surface of the fixed plate 320 and the rotary core 340 The elastic member seating grooves 325 and 349 may be provided at positions corresponding to the elastic member seating protrusions 331 and 333 of the elastic member 330. Through such a configuration, it is possible to prevent or reduce damage caused by noise and fatigue caused by impact between the rotary core 340 and other adjacent components due to the axial linear movement of the rotary core 340 which will be described below.

로터리 흡인부(350)는 적어도 일부가 로터리 코어(340)와 햅틱 하우징 베이스(13)의 사이에 배치되는데, 로터리 흡인부(350)는 로터리 코어(340)의 내부 코어 수용부(343)에 수용되는 코어 보빈(347)의 외주 상에 권취된 코어 코일(미도시)에 입력되는 전기적 신호에 따라 로터리 코어(340)에 대하여 축방향 상대 직선 운동을 실행한다. 또한, 로터리 흡인부(350)는 로터리 플레이트(310)와 맞물리어 로터리 플레이트(310)의 축방향 회전이 이루어지는 경우 로터리 플레이트(310)와 함께 축방향 회전 가능한다. 로터리 흡인부(350)는 로터리 샤프트(351)와 로터리 디스 크(355)를 구비하는 구성을 취하는데, 본 실시예에서 이들 로터리 샤프트(351)와 로터리 디스크(355)는 서로 분리 가능한 구조를 취하는 것으로 도시되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일예로서 일체로 형성되는 구성을 취할 수도 있다. At least a portion of the rotary suction unit 350 is disposed between the rotary core 340 and the haptic housing base 13, and the rotary suction unit 350 is accommodated in the inner core receiving unit 343 of the rotary core 340. An axial relative linear motion is performed with respect to the rotary core 340 according to an electrical signal input to a core coil (not shown) wound on the outer circumference of the core bobbin 347. In addition, the rotary suction unit 350 is axially rotatable together with the rotary plate 310 when the rotary plate 310 is engaged with the rotary plate 310 in the axial rotation. The rotary suction unit 350 has a configuration including a rotary shaft 351 and a rotary disk 355. In this embodiment, the rotary shaft 351 and the rotary disk 355 take a structure that can be separated from each other. Although illustrated as being illustrated, this may take a configuration integrally formed as an example for describing the present invention.

로터리 샤프트(351)는 로터리 코어(340)에 형성된 코어 관통구(341) 이하의 외경을 구비함으로써 로터리 샤프트(351)는 로터리 코어(340)를 관통 가능하도록 배치된다. 로터리 디스크(355)는 로터리 샤프트(351)의 일단에 고정 장착되어 로터리 디스크(355)와 로터리 샤프트(351) 간에 축방향 상대 회전 운동이 발생하는 것을 방지한다. 로터리 디스크(355)에는 로터리 디스크 장착구(356)이 구비되고 로터리 샤프트(351)의 단부에는 로터리 디스크 장착 대응부(353)가 구비되어, 이들 간의 맞물림을 통해 로터리 디스크(355)와 로터리 샤프트(351)는 일체로 형성된다. The rotary shaft 351 has an outer diameter less than or equal to the core through hole 341 formed in the rotary core 340, so that the rotary shaft 351 is disposed to penetrate the rotary core 340. The rotary disk 355 is fixedly mounted at one end of the rotary shaft 351 to prevent an axial relative rotational movement from occurring between the rotary disk 355 and the rotary shaft 351. The rotary disk 355 is provided with a rotary disk mounting hole 356 and the rotary disk mounting counterpart 353 is provided at the end of the rotary shaft 351, and the rotary disk 355 and the rotary shaft ( 351 is integrally formed.

로터리 샤프트(351)와 로터리 디스크(355)를 포함하는 로터리 흡인부(350)는 강자성을 가지는 재료로 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 로터리 샤프트(351)는 SUS와 같은 스테인리스 강으로 구성되고 로터리 디스크(355)는 SNC와 같은 니켈 크롬강 강재와 같은 강자성체로 구성될 수도 있는 등, 상기 로터리 코어와의 전자기 상호 작용을 발생시킬 수 있는 범위에서 다양한 구성이 가능한데, 하기되는 햅틱 액츄에이터의 작동 과정에서 발생하는 마찰에 의한 마모를 최소화시키기 위하여 로터리 디스크(355)는 상기한 로터리 코어와 동일한 SNC로 구성되는 것이 바람직하다. The rotary suction unit 350 including the rotary shaft 351 and the rotary disk 355 is preferably selected as a ferromagnetic material. For example, the rotary shaft 351 may be made of stainless steel, such as SUS, and the rotary disk 355 may be made of a ferromagnetic material, such as nickel chromium steel such as SNC, to generate electromagnetic interaction with the rotary core. Various configurations are possible in the range that can be made, in order to minimize the wear caused by friction generated during the operation of the haptic actuator to be described below, the rotary disk 355 is preferably composed of the same SNC as the rotary core described above.

로터리 샤프트(351)의 단부로 로터리 플레이트(310)를 향한 단부에는, 로터리 샤프트 맞물림부(352)가 구비되는데, 로터리 샤프트 맞물림부(352)는 로터리 플 레이트(310)의 일면으로 햅틱 하우징 베이스(13)를 향한 일면에 연장 형성되는 로터리 샤프트 맞물림 대응부(313, 도 3 참조)와 맞물린다. 따라서, 로터리 노브(300)의 축회전은 로터리 플레이트(310)로 전달되고, 로터리 플레이트(310)의 회전은 로터리 샤프트(351)를 통하여 로터리 흡인부(350)의 축방향 회동이 이루어진다. 로터리 디스크(355)와 로터리 코어(340) 간에는 교차 면적(교차 영역)이 구비된다. 즉, 로터리 코어(340)의 내부 코어 수용부(343)에 배치되는 코어 보빈(347)의 외주에 권취된 코어 코일(미도시)에 전기적 신호가 인가되어 발생하는 자기력에 의하여 로터리 흡인부(350)의 로터리 샤프트(351)가 축방향 직선 이동하는 경우 로터리 디스크(355)와 로터리 코어(340) 간에 서로 맞닿아 마찰을 발생시키는 교차 면적이 구비된다. 이와 같이 코어 코일에 인가되는 전기적 신호가 커져 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간에 발생하는 자기력이 증대되는 경우, 로터리 코어(340) 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 면적 사이의 수직력이 증대됨으로써 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350)의 교차 면적 간에 발생하는 마찰력의 크기가 증대되어 사용자에 의한 로터리 노브(300)에 가해지는 회동력에 대한 저항력을 변화시키는데, 이와 같은 과정을 통하여 로터리 노브(300) 회전 조작시 사용자는 다양한 감성을 느낄 수 있게 된다. At the end portion of the rotary shaft 351 toward the rotary plate 310, a rotary shaft engagement portion 352 is provided, and the rotary shaft engagement portion 352 is one surface of the rotary plate 310 as a haptic housing base ( 13 is engaged with the rotary shaft engagement counterpart 313 (see FIG. 3) extending on one surface toward 13. Accordingly, the axial rotation of the rotary knob 300 is transmitted to the rotary plate 310, and the rotation of the rotary plate 310 is axially rotated by the rotary suction unit 350 through the rotary shaft 351. An intersecting area (intersection area) is provided between the rotary disk 355 and the rotary core 340. That is, the rotary suction unit 350 is caused by a magnetic force generated by applying an electrical signal to a core coil (not shown) wound around the core bobbin 347 disposed on the inner core receiving unit 343 of the rotary core 340. When the rotary shaft 351 moves axially in a straight line, an intersecting area is provided between the rotary disk 355 and the rotary core 340 in contact with each other to generate friction. As such, when the electrical signal applied to the core coil is increased and the magnetic force generated between the rotary core 340 and the rotary suction unit 350 is increased, the vertical force between the cross section area of the rotary core 340 and the rotary disk 355 is increased. This increases the magnitude of the friction force generated between the intersection area of the rotary core 340 and the rotary suction unit 350 to change the resistance to the rotational force applied to the rotary knob 300 by the user, such a process When rotating the rotary knob 300 through the user can feel a variety of emotions.

햅틱 인쇄회로기판(40)은 로터리 흡인부(350)와 햅틱 하우징 베이스(13)의 사이에 배치되는데, 햅틱 인쇄회로기판(40)은 각종 전기 요소 및 이들을 연결하는 배선(미도시)을 구비하여 로터리 코어(340)의 내부에 배치되는 코어 코일에 인가되는 전기적 신호를 제어할 수도 있고, 또는 하기되는 햅틱 스위치 시스템의 시스템 제어부(6, 도 16 참조) 및/또는 햅틱 스위치 유니트의 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 유니트 제어부(미도시)와 전기적 소통을 이룸으로써 시스템 제어부(6) 및/또는 유니트 제어부(미도시)로부터의 제어 신호를 코어 코일로 전달하거나 하기되는 회동 감지부(500, 도 2 참조)로부터의 감지 신호를 입력받아 이를 시스템 제어부(6) 및/또는 유니트 제어부(미도시)로 전달할 수도 있다. 햅틱 인쇄회로기판(40)은 햅틱 하우징 베이스(13)에 고정 장착되는 구성을 취할 수도 있으나, 본 실시예에서 햅틱 인쇄회로기판(40)은 하기되는 버튼 컬럼(24)과 같은 다른 구성 요소를 통하여 위치 고정 지지되는 구조를 취할 수도 있는데, 이에 대한 구성은 하기한다. The haptic printed circuit board 40 is disposed between the rotary suction unit 350 and the haptic housing base 13, and the haptic printed circuit board 40 includes various electrical elements and wirings (not shown) connecting them. The electrical signal applied to the core coil disposed inside the rotary core 340 may be controlled, or the system control unit 6 of the haptic switch system (see FIG. 16) and / or the unit printed circuit board of the haptic switch unit will be described. The rotation detection unit 500 (FIG. 2) transmits or controls the control signals from the system control unit 6 and / or the unit control unit (not shown) to the core coil by making electrical communication with the unit control unit (not shown) disposed on the upper surface. Reference signal) may be received and transmitted to the system controller 6 and / or a unit controller (not shown). The haptic printed circuit board 40 may have a configuration that is fixedly mounted to the haptic housing base 13, but in this embodiment, the haptic printed circuit board 40 is connected to another component such as a button column 24 to be described below. It may also take a structure that is fixed in position, the configuration thereof will be described below.

한편, 햅틱 액츄에이터(1)는 로터리 흡인부(350)의 로터리 디스크(355) 회동을 감지하는 회동 감지부(600, 도 8a 및 도 8b 참조)를 구비한다. 회동 감지부(600)는 로터리 엔코더 플레이트(360)와 엔코더 센서(403)를 구비하는데, 로터리 엔코더 플레이트(360)는 로터리 디스크(355)의 일면으로 햅틱 인쇄회로기판(40)을 향한 일면에 형성된 로터리 엔코더 안착부(358)에 안착된다. Meanwhile, the haptic actuator 1 includes a rotation detecting unit 600 (see FIGS. 8A and 8B) for detecting rotation of the rotary disk 355 of the rotary suction unit 350. The rotation detecting unit 600 includes a rotary encoder plate 360 and an encoder sensor 403. The rotary encoder plate 360 is formed on one surface of the rotary disk 355 toward the haptic printed circuit board 40. The rotary encoder seating portion 358 is seated.

경우에 따라 로터리 엔코더 플레이트(360)의 회동을 방지하기 위한 구성 요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 로터리 엔코더 플레이트(360)의 외주 상에 돌출 형성되는 로터리 엔코더 장착부(363)가 구비되고, 이와 대응되는 위치로 로터리 엔코더 플레이트(360)의 엔코더 안착부(358) 외주 상으로 로터리 엔코더 장착부(363)를 수용하는 로터리 엔코더 장착 대응부(357)가 구비된다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 로터리 엔코더 장착부(363) 및 로터리 엔코더 장착 대응부(357)는 복수 개가 구비될 수도 있는데, 복수 개가 구비 되는 경우 이들은 외주 상으로 등각을 유지하며 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 로터리 엔코더 장착부(363)가 돌기 형상으로 그리고 로터리 엔코더 장착 대응부(357)가 요홈 형상으로 도시되었으나 서로 반대되는 구성을 취할 수도 있고 복수 개가 아닌 단수 개가 구비될 수도 있으며, 이들이 외주 상이 아닌 서로 마주하는 일면 상에 각각이 형성되는 구조를 취할 수도 있는 등 본 발명은 다양한 변형이 가능하다. In some cases, a component for preventing rotation of the rotary encoder plate 360 may be further provided. That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, a rotary encoder mounting part 363 protruding on the outer circumference of the rotary encoder plate 360 is provided, and the encoder seat of the rotary encoder plate 360 is positioned at a position corresponding thereto. The rotary encoder mounting corresponding part 357 which accommodates the rotary encoder mounting part 363 on the outer periphery of the part 358 is provided. As shown in FIGS. 8A and 8B, the rotary encoder mounting unit 363 and the rotary encoder mounting counterpart 357 may be provided in plural numbers. desirable. In this embodiment, the rotary encoder mounting portion 363 is shown as a projection shape and the rotary encoder mounting counterpart 357 is shown in the groove shape, but may have a configuration opposite to each other or may be provided with a singular dog rather than a plurality, The present invention may be variously modified, such as having a structure in which each is formed on one surface facing each other.

엔코더 센서(403)는 햅틱 인쇄회로기판(40)의 일면으로 로터리 엔코더 플레이트(360)를 향한 일면 상에 배치되는데, 여기서 엔코더 센서(403)는 수광부와 발광부가 함께 구비되는 일체형 센서로 형성되고 이에 대응하는 로터리 엔코더 플레이트(360)에는 복수 개의 슬롯이 구비되는 형태로 구현된다. 하지만, 본 발명의 회동 감지부는 이러한 유형에 국한되지는 않고 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다. 예를 들어, 회동 감지부의 수광부와 발광부가 분리된 센서로 구현될 수도 있는 등 선택적 변형이 가능하다. The encoder sensor 403 is disposed on one surface of the haptic printed circuit board 40 toward the rotary encoder plate 360, where the encoder sensor 403 is formed as an integrated sensor having a light receiving unit and a light emitting unit together. The corresponding rotary encoder plate 360 is implemented in the form of a plurality of slots. However, the rotational sensing unit of the present invention is not limited to this type and can be variously selected according to design specifications. For example, selective modification may be possible, such as the light receiving unit and the light emitting unit of the rotation detecting unit may be implemented as separate sensors.

상기한 로터리 스위치부를 포함하는 햅틱 액츄에이터의 작동 과정은 다음과 같다. 로터리 스위치부가 구비하는 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 작동 상태에 대하여 먼저 기술하는데, 도 9a에는 본 발명의 로터리 디스크의 일면 상에 작용하는 힘을 표현하는 개략화된 FBD(free body diagram)이 도시되어 있고, 도 9b에는 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 접촉면의 상태를 나타내는 개략도가 도시되어 있다. The operation of the haptic actuator including the rotary switch unit is as follows. The operating state between the rotary core and the rotary suction unit provided with the rotary switch unit is described first. FIG. 9A shows a simplified free body diagram (FBD) representing a force acting on one surface of the rotary disk of the present invention. 9B is a schematic diagram showing the state of the contact surface between the rotary core and the rotary suction portion.

로터리 코어(340)는 로터리 탄성 부재(330)를 통하여 고정 플레이트(320)에 축방향 회전이 제한되고, 사용자에 의하여 가해지는 작용 토크에 의한 회전력은 로터리 노브(300)를 통하여 로터리 플레이트(310)를 거쳐 로터리 흡인부(350)의 로터리 샤프트(351)에 전달된다. 로터리 코어(340)의 내부에 수용된 코어 코일에 전류가 인가되는 경우 발생하는 자기 흡인력에 의하여, 로터리 샤프트(351)와 맞물리어 결합된 로터리 디스크(355)는 로터리 코어(340)의 단부와 접하여 양자 간에 맞닿는 면에 사용자에 의한 작용력과 반대되는 방향으로 자기 흡인력 등에 의한 마찰력이 발생한다. The rotary core 340 is limited in the axial rotation to the fixed plate 320 through the rotary elastic member 330, the rotational force by the action torque applied by the user rotary plate 310 via the rotary knob 300 It is transmitted to the rotary shaft 351 of the rotary suction unit 350 via. The rotary disk 355 engaged with the rotary shaft 351 by the magnetic attraction force generated when a current is applied to the core coil accommodated inside the rotary core 340 is in contact with the end of the rotary core 340. Friction force due to magnetic attraction force or the like occurs in a direction opposite to the action force by the user on the surface abutting the liver.

도 9a에서, Wd,s는 로터리 디스크(355)의 중력을, Wc는 로터리 코어(340)의 중력을, P는 사용자에 의하여 가해지는 회전 토크에 의한 작용력을, Fd는 코어 코일에 인가되는 전류에 의한 자기 흡인력을, F2는 로터리 코어(340)와 로터리 디스크(355)의 접촉면 사이에 발생하는 마찰력을 나타낸다. 여기서, F2는 P 이하의 값을 가지는데, F2 는 다음과 같이 표현된다. In FIG. 9A, Wd, s denotes the gravity of the rotary disk 355, Wc denotes the gravity of the rotary core 340, P denotes the action force by the rotational torque applied by the user, and Fd denotes the current applied to the core coil. The magnetic attraction force by F2 represents the frictional force generated between the contact surface of the rotary core 340 and the rotary disk 355. Here, F2 has a value of P or less, and F2 is expressed as follows.

Figure 112007068510944-pat00001
Figure 112007068510944-pat00001

여기서, μs는 로터리 코어와 로터리 디스크의 접촉면 사이의 최대 정지 마찰 계수를 나타낸다. 경우에 따라 보다 정확한 해석을 위해서는 동적 마찰 계수를 포함한 수학적 모델이 선택될 수도 있으나, 본 실시예에서는 해석의 설명을 용이하게 하기 위하여 단순화된 모델을 적용한다.Here, μs represents the maximum static friction coefficient between the rotary core and the contact surface of the rotary disk. In some cases, a mathematical model including a dynamic friction coefficient may be selected for a more accurate analysis, but in this embodiment, a simplified model is applied to facilitate the explanation of the analysis.

도 9b에 도시된 바와 같이, F2 및 P에 의하여 발생하는 최종 토크(T)는 다음과 같이 표현된다. 최종 토크 T는 사용자에 의하여 가해지며 작용력 P에 의한 작용 토크에서 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 마찰력을 뺀 토크를 나타낸다.As shown in Fig. 9B, the final torque T generated by F2 and P is expressed as follows. The final torque T is applied by the user and represents the torque minus the frictional force between the rotary core and the rotary disk from the action torque by the action force P.

Figure 112007068510944-pat00002
Figure 112007068510944-pat00002

여기서, r0는 로터리 코어의 단부와 로터리 디스크 간의 마찰력이 발생하는 면적에 대한 유효 반경을 나타내고 P와 F2는 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 마찰력이 발생하는 면적에 가해지는 집중하중이라고 가정하는데, 이는 본 발명의 구성 요소 간 역학 관계의 설명을 용이하게 하기 위한 것으로, 보다 정확한 계산을 위한 모델링이 선택될 수도 있는 등 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. Here, r0 represents an effective radius of the area where the frictional force between the end of the rotary core and the rotary disk occurs, and P and F2 is a concentrated load applied to the area where the frictional force between the rotary core and the rotary disk occurs, which is the present invention. In order to facilitate the explanation of the dynamic relationship between the components of the present invention, such as modeling may be selected for more accurate calculation is not limited thereto.

한편, 도 9c에는 본 발명에 따른 로터리 코어, 코어 코일 및 로터리 디스크 간의 자기 회로에 대한 설명을 용이하게 하기 위한 등가 모델(340eq,346eq,348eq,355eq)의 자기 회로가 도시되고, 도 9d에는 등가 모델에 대한 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 링 타입의 로터리 코어는 로터리 디스크에 대하여 수직 방향의 연장부(346eq)를 갖는 사각형 타입의 등가 모델로 대체될 수 있는데, 여기서, Rc는 코어 코일이 권취된 수직 방향 연장부에 대한 자기 저항을, Ro는 코어 코일(348eq)이 권취되지 않은 수직 방향 연장부에 대한 자기 저항을, Rgc는 코어 코일(348eq)이 권취된 수직 방향 연장부와 로터리 디스크(355eq) 간의 공극부에 대한 자기 저항을, Rg는 코어 코일(348eq)이 권취되지 않은 수직 방향 연장부와 로터리 디스크(355eq) 간의 자기 저항을 나타내며, b는 등가 모델의 길이를, w는 등가 모델의 수직 방향 연장부의 폭을 나타낸다. Meanwhile, FIG. 9C shows a magnetic circuit of equivalent models 340eq, 346eq, 348eq, and 355eq for facilitating the description of the magnetic circuit between the rotary core, the core coil and the rotary disk according to the present invention, and FIG. 9D is equivalent. A schematic perspective view of the model is shown. The ring-type rotary core can be replaced with a rectangular type equivalent model with an extension 346eq in the vertical direction with respect to the rotary disk, where Rc is the magnetic resistance for the vertical extension in which the core coil is wound. Ro is the magnetoresistance of the vertical extension in which the core coil 348eq is not wound, Rgc is the magnetoresistance of the void between the rotary disk 355eq and the vertical extension in which the core coil 348eq is wound, Rg represents the magnetoresistance between the rotary disk 355eq and the vertical extension in which the core coil 348eq is not wound, b represents the length of the equivalent model, and w represents the width of the vertical extension of the equivalent model.

등가 모델의 수직 방향 연장부(346eq)와 로터리 디스크(355eq) 간의 교차 면 적, 즉 공극부에서의 면적은, 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355) 간의 교차 면적과 동일하다. The area of intersection between the vertical extension 346eq and the rotary disk 355eq of the equivalent model, ie the area at the void, is equal to the area of intersection between the end of the rotary core 340 and the rotary disk 355.

Figure 112007068510944-pat00003
Figure 112007068510944-pat00003

Figure 112007068510944-pat00004
Figure 112007068510944-pat00004

Figure 112007068510944-pat00005
Figure 112007068510944-pat00005

도 9c의 등가 회로에 있어, 등가 모델에 대한 자기 저항(Rm)은 다음과 같이 표현된다. In the equivalent circuit of Fig. 9C, the magnetoresistance Rm for the equivalent model is expressed as follows.

Figure 112007068510944-pat00006
Figure 112007068510944-pat00006

Figure 112007068510944-pat00007
Figure 112007068510944-pat00007

등가 모델에 의한 자속은 다음과 같다. The magnetic flux by the equivalent model is

Figure 112007068510944-pat00008
Figure 112007068510944-pat00008

여기서, N은 수직 방향 연장부에 권취된 코어 코일의 권선 회수를, I는 코어 코일에 인가되는 인가 전류를, Bg는 공극의 자속 밀도를 나타낸다. Here, N denotes the number of turns of the core coil wound around the vertical extension portion, I denotes the applied current applied to the core coil, and Bg denotes the magnetic flux density of the void.

Figure 112007068510944-pat00009
Figure 112007068510944-pat00009

여기서, μ0는 진공의 투자율을 나타내고, Fd는 로터리 코어와 로터리 디스크 간의 자기 흡인력을 나타내는데, 이와 같이 Fd는 인가 전류 I로 표현될 수 있다. 도 9e는 코어 코일에 전류 I가 인가되기 전 상태에서의 햅틱 액츄에이터에 대한 개략적인 단면도이고, 도 9f는 코어 코일에 전류 I가 인가된 후 상태에서의 햅틱 액츄에이터에 대한 개략적인 단면도를 도시한다. Where μ0 represents the magnetic permeability of the vacuum and Fd represents the magnetic attraction between the rotary core and the rotary disk. Thus, Fd can be expressed by the applied current I. 9E is a schematic cross sectional view of a haptic actuator in a state before a current I is applied to the core coil, and FIG. 9F is a schematic cross sectional view of a haptic actuator in a state after a current I is applied to the core coil.

도 9e에 도시된 바와 같이, 로터리 코어의 자중에 의하여 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 영역 간에 접촉이 이루어지나, 양자 간에는 전류 I에 의한 자기 흡인력이 작용하지 않아, 로터리 코어(340)와 고정 플레이트(320) 사이에는 상당한 유격(d1)이 존재한다. 반면, 도 9f에 도시된 바와 같이 전류 I가 코어 코일에 인가되는 경우, 로터리 코어(340)의 단부와 로터리 디스크(355)의 교차 영역 간에는 자기 흡인력에 의하여 상당한 힘이 작용하여 로터리 코어(340)와 고정 플레이트(320) 사이에 배치된 로터리 탄성 부재(330)에 탄성 변형을 가함으로써, 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 간의 유격(d2)을 작게한다. 따라서, 전류 I가 코어 코일에 인가되기 전후 간의 고정 플레이트(320)와 로터리 코어(340) 간의 유격(d1, d2)에는 다음과 같은 관계가 형성된다. As shown in FIG. 9E, contact between the end portion of the rotary core 340 and the intersection region of the rotary disk 355 is caused by the weight of the rotary core, but the magnetic attraction force due to the current I does not work between the two. There is a significant play d1 between the core 340 and the fixed plate 320. On the other hand, when the current I is applied to the core coil as shown in FIG. 9F, a significant force is applied between the end portion of the rotary core 340 and the intersection region of the rotary disk 355 by the magnetic attraction force, thereby driving the rotary core 340. And elastic deformation is applied to the rotary elastic member 330 disposed between the fixed plate 320 and the fixed plate 320 to reduce the clearance d2 between the fixed plate 320 and the rotary core 340. Therefore, the following relationship is formed in the clearances d1 and d2 between the fixed plate 320 and the rotary core 340 before and after the current I is applied to the core coil.

Figure 112007068510944-pat00010
Figure 112007068510944-pat00010

따라서, 전류 I가 코어 코일에 인가되고 사용자에 의한 로터리 노브에 회전 토크를 발생시키기 위한 작용력(P)이 가해지는 경우, F2 및 T는 다음과 같이 표현된다. Therefore, when a current I is applied to the core coil and an action force P for generating rotational torque is applied to the rotary knob by the user, F2 and T are expressed as follows.

Figure 112007068510944-pat00011
Figure 112007068510944-pat00011

Figure 112007068510944-pat00012
Figure 112007068510944-pat00012

전류 I는 하기되는 햅틱 액츄에이터 장치의 저장부에 사전 설정 및 저장된 패턴 중 선택된 패턴에 따라 코어 코일에 인가된다. 따라서, 사용자에 의하여 가해지는 작용력과 반대 방향으로 작용하는 F2에 의하여 사용자는 사전 설정된 패턴의 저항력을 감지할 수 있다. The current I is applied to the core coil according to a selected pattern among preset and stored patterns in the storage of the haptic actuator device described below. Accordingly, the user can sense the resistance of the preset pattern by F2 acting in the opposite direction to the action applied by the user.

한편, 본 발명에 따른 햅틱 액츄에이터는 상기한 회전 모드 이외에 진동 모드의 작동도 가능하다. 즉, 사용자가 로터리 노브를 통하여 회전 토크를 발생시키기 위한 작용력(P)을 가하지 않고, 단지 하기되는 저장부에 사전 설정된 패턴(전류의 크기 및 인가 주기)에 따라 코어 코일에 인가되는 전류 I의 변동에 따라 자기 흡인력의 주기적 또는 비주기적 작용이 가능하고, 이는 햅틱 액츄에이터의 축방향으로의 진동을 발생시킬 수 있다. 따라서, 사용자는 로터리 노브 또는 햅틱 하우징을 통하여 진동 모드에 의한 진동을 감지할 수 있다. On the other hand, the haptic actuator according to the present invention can also operate in the vibration mode in addition to the rotation mode described above. That is, the user does not apply the action force P for generating the rotational torque through the rotary knob, but the variation of the current I applied to the core coil in accordance with a predetermined pattern (a magnitude of current and an application period) to a storage unit to be described below. The periodic or aperiodic action of the magnetic attraction force is possible, which can generate vibration in the axial direction of the haptic actuator. Therefore, the user can sense the vibration by the vibration mode through the rotary knob or the haptic housing.

상기한 햅틱 액츄에이터의 회전 모드 및 진동 모드의 작동에 대한 해석은 설명을 용이하게 하기 위하여 단순화된 일정한 조건하에서 이루어진 것으로 본 발명 이 이에 국한되지는 않는다. 즉, 상기 실시예는 수직 상태로 배치되어 토크 모드로 사용되는 상태의 햅틱 액츄에이터에 대한 힘의 상태를 나타내나, 햅틱 액츄에이터의 축이 지면에 수평하게 설치된 상태로 작동하는 경우, Wc 및 Wd,s는 제거 가능하고 사용자에 의한 회전력이 없고 단지 코어 코일에 인가되는 자기 흡인력에 의한 진동 모드로 작동하는 경우 P와 F2는 제거될 수도 있고, 또는 경우에 따라 로터리 코어 및 로터리 디스크 간의 힘에 대한 보다 정확한 수학적 모델링이 선택되고 FEM(finite element method) 등을 통하여 자기 회로에 대한 보다 정확한 등가 모델이 선택될 수도 있는 등, 본 발명의 구성을 취하는 범위에서 다양한 해석이 이루어질 수 있다. Interpretation of the operation of the rotation mode and vibration mode of the haptic actuator described above is made under a simplified and simplified condition for ease of explanation, the present invention is not limited thereto. That is, the above embodiment shows the state of the force on the haptic actuator in the vertical position and used in the torque mode, but Wc and Wd, s when the axis of the haptic actuator operates in a horizontal position on the ground P and F2 may be eliminated if they are removable and have no rotational force by the user and only operate in a vibration mode by magnetic attraction force applied to the core coil, or in some cases more accurate for the force between the rotary core and the rotary disc. Various interpretations can be made within the scope of the inventive arrangements, such as mathematical modeling being selected and a more accurate equivalent model for the magnetic circuit selected through a finite element method (FEM) or the like.

또 한편, 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터는 로터리 스위치부 이외에 다른 스위치부를 더 구비할 수도 있다. 도 1 내지 도 4, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 햅틱 액츄에이터(1)의 햅틱 하우징(10)에는 버튼 스위치부(20)가 더 구비될 수도 있다. 버튼 스위치부(20)는 햅틱 액츄에이터(1)의 축방향 회전 운동에 의한 스위칭 여부 내지는 스위칭 조절이 가능한 로터리 스위치부의 작동과는 달리, 축방향 내지는 축에 경사진 방향으로의 누름 동작에 의하여 작동한다.In addition, the haptic actuator according to an embodiment of the present invention may further include a switch unit in addition to the rotary switch unit. As shown in FIGS. 1 to 4, 8A and 8B, the haptic housing 10 of the haptic actuator 1 may further include a button switch unit 20. Unlike the operation of the rotary switch unit capable of switching or switching by axial rotational movement of the haptic actuator 1, the button switch unit 20 operates by pressing in a direction inclined to the axial direction or the axis. .

버튼 스위치부(20)는 햅틱 하우징(10)의 축방향에 대한 회동이 방지 내지는 제한되도록 배치되는데, 버튼 스위치부(20)는 엔터 스위치 노브(200), 디렉셔널 스위치 노브(210) 및 버튼 인쇄회로기판(220)을 구비하고, 경우에 따라 엔터 스위치 노브(200), 디렉셔널 스위치 노브(210) 및 버튼 인쇄회로기판(220)을 안착 수용하 는 공간을 형성하기 위한 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)가 더 구비되는 구성을 취할 수도 있고, 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)와 햅틱 인쇄회로기판(40)을 연결하여 이들 간의 상대 회전 운동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 버튼 컬럼(24)이 더 구비될 수도 있는데, 본 실시예에서는 이들 구성을 모두 구비하는 경우에 대하여 기술한다. The button switch unit 20 is arranged to prevent or limit rotation of the haptic housing 10 in the axial direction. The button switch unit 20 is the enter switch knob 200, the directional switch knob 210, and the button printing. A button cover 21 having a circuit board 220 and optionally forming a space for accommodating the enter switch knob 200, the directional switch knob 210, and the button printed circuit board 220. The button base 23 may be further provided, and the button cover 21 and the button base 23 and the haptic printed circuit board 40 may be connected to each other to prevent relative rotational motion from occurring. The button column 24 may be further provided. In this embodiment, the case where all of these configurations are provided will be described.

버튼 커버(21)와 버튼 베이스(23)는 로터리 노브(300) 및 햅틱 하우징 바디(11)의 축중심으로부터 반경 상 내측에 배치되는데, 버튼 커버(21)의 외주에는 버튼 커버 체결부(21')이 구비되고 버튼 베이스(23)의 외주로 버튼 커버 체결부(21')의 대응 위치에는 버튼 커버 체결 대응부(231)가 구비되는데, 버튼 커버 체결 대응부(231)는 버튼 커버 체결부(21')와 맞물리어 분리 가능하게 체결된다. The button cover 21 and the button base 23 are disposed radially inward from the axial center of the rotary knob 300 and the haptic housing body 11, and the button cover fastening portion 21 ′ is formed on the outer circumference of the button cover 21. ) And a button cover fastening counterpart 231 is provided at a corresponding position of the button cover fastening part 21 'to the outer circumference of the button base 23. The button cover fastening counterpart 231 is provided with a button cover fastening part ( 21 ') and detachably tightened.

버튼 커버(21)의 내측에는 관통구가 형성되는데, 버튼 커버(21)의 관통구에는 디렉셔널 스위치 노브(210)와 엔더 스위치 노브(200)가 배치된다. A through hole is formed inside the button cover 21, and the directional switch knob 210 and the end switch knob 200 are disposed in the through hole of the button cover 21.

로터리 플레이트(310)와 햅틱 인쇄회로기판(40)의 사이에는 버튼 컬럼(24)이 더 구비되는데, 버튼 컬럼(24)은 고정 플레이트(320), 로터리 탄성 부재(330), 로터리 코어(340) 및 로터리 디스크(350)를 관통하여 배치되어, 로터리 코어 및 로터리 디스크를 구비하는 로터리 흡인부의 안정적인 축방향 이동을 가이드할 수도 있다. A button column 24 is further provided between the rotary plate 310 and the haptic printed circuit board 40, and the button column 24 includes a fixing plate 320, a rotary elastic member 330, and a rotary core 340. And a rotary disk 350 disposed therein to guide stable axial movement of the rotary suction unit including the rotary core and the rotary disk.

한편, 버튼 컬럼(24)의 단부로 햅틱 하우징 베이스(도 8a 및 도 8b 참조)를 향한 단부에는 햅틱 인쇄회로기판(40)의 버튼 컬럼 장착구(401)과 맞물리는 버튼 컬럼 기판 장착부(245)가 구비될 수도 있다. 버튼 컬럼(24)의 외주에는 버튼 고정 부(250)의 버튼 컬럼 체결부(253)와 맞물리는 버튼 컬럼 체결 대응부(241)가 형성된다. 여기서, 버튼 컬럼 체결부(253)는 돌기 형상으로, 그리고 버튼 컬럼 체결 대응부(241)는 요홈 형상으로 형성되었으나, 이들의 구성이 반대로 형성될 수도 있음은 명백하다. 또한, 경우에 따라 버튼 컬럼(24)의 단부로 로터리 노브(300)를 향한 단부에는 버튼 컬럼 돌기(243)가 구비되고, 버튼 컬럼 돌기(243)가 버튼 고정부(250)의 단부와 맞물리는 구성을 취할 수도 있다. 버튼 고정부(250)의 버튼 고정 돌기(251)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 고정 돌기 관통구(229)와 맞물리어 버튼 인쇄회로기판(220)이 중심축에 대하여 회전하는 것을 방지한다. On the other hand, at the end of the button column 24 toward the haptic housing base (see FIGS. 8A and 8B), the button column substrate mounting portion 245 meshes with the button column mounting hole 401 of the haptic printed circuit board 40. May be provided. On the outer circumference of the button column 24, a button column fastening counterpart 241 which is engaged with the button column fastening part 253 of the button fixing part 250 is formed. Here, the button column fastening portion 253 is formed in a projection shape, and the button column fastening counterpart 241 is formed in a recessed shape, it is obvious that the configuration thereof may be formed in the reverse. In some cases, the button column protrusion 243 is provided at the end of the button column 24 toward the rotary knob 300, and the button column protrusion 243 is engaged with the end of the button fixing part 250. It may take a configuration. The button fixing protrusion 251 of the button fixing part 250 meshes with the fixing protrusion through hole 229 of the button printed circuit board 220 to prevent the button printed circuit board 220 from rotating about the central axis.

여기서, 디렉셔널 스위치 노브(210)는 복수 개가 구비되는데, 각각의 디렉셔널 스위치 노브(210)는 사전 설정된 위치에 배치되어 햅틱 액츄에이터의 작동에 대한 방향 선택을 이루는 스위치 노브로서 구현될 수도 있다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 디렉셔널 스위치 노브(210)의 배치는 중심으로부터의 동심선상에 등각을 이루며 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 디렉셔널 스위치 노브(210)는 인접한 다른 디렉셔널 스위치 간에 90도의 간격을 가지며 등간격으로 배치되어 총 4개의 디렉셔널 스위치가 배치되는데, 이는 일예일뿐 본 발명에 따른 버튼 스위치부가 이와 같은 디렉셔널 스위치 노브의 개수에 한정되는 것은 아니다. 또한, 엔터 스위치 노브(200)는 디렉셔널 스위치 노브 (210)의 중앙에 배치된다. Here, a plurality of directional switch knobs 210 are provided, each of the directional switch knobs 210 may be implemented as a switch knob disposed at a predetermined position to make a direction selection for the operation of the haptic actuator. As shown in Figs. 8A and 8B, the arrangement of the directional switch knob 210 is preferably arranged at an equiangular line on the concentric line from the center. In the present exemplary embodiment, the directional switch knob 210 is disposed at equal intervals with a distance of 90 degrees between other directional switches adjacent to each other so that a total of four directional switches are arranged. It is not limited to the number of the same directional switch knob. In addition, the enter switch knob 200 is disposed at the center of the directional switch knob 210.

버튼 인쇄회로기판(220)은 햅틱 하우징 바디(11)의 내부에 배치되는데, 보다 구체적으로, 버튼 인쇄회로기판(220)은 로터리 노브(300) 및 햅틱 하우징 바디(11)에 의하여 형성되는 내부 공간에 배치되는 버튼 커버(21) 및 버튼 베이스(23)가 결 합하여 형성하는 내부 공간 내에 배치된다. 경우에 따라, 버튼 인쇄회로기판(220)은 별도의 구성 요소를 통하여 버튼 베이스(23)에 고정 장착될 수도 있다. The button printed circuit board 220 is disposed inside the haptic housing body 11. More specifically, the button printed circuit board 220 is an internal space formed by the rotary knob 300 and the haptic housing body 11. The button cover 21 and the button base 23 arranged in the are arranged in the inner space formed by combining. In some cases, the button printed circuit board 220 may be fixedly mounted to the button base 23 through a separate component.

각각의 디렉셔널 스위치 노브(210)의 햅틱 하우징 베이스(13)를 향한 일면 상에는 복수 개의 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)가 형성되고, 엔터 스위치 노브(200)에는 엔터 스위치 노브 체결부(205)가 형성되며, 버튼 스위치 인쇄회로기판(220)에는 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)를 수용하기 위한 각각의 디렉셔널 스위치 체결 관통구(224) 및 엔터 스위치 체결 관통구(222)가 형성되는데, 엔터 스위치 노브 체결부(205) 및 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)의 각각의 단부는 돌기 형상으로 형성되어 엔터 스위치 노브 체결부(205) 및 디렉셔널 스위치 노브 체결부(215)가 원치 않게 엔터 스위치 체결 관통구(222) 및 디렉셔널 스위치 체결 관통구(224)로부터 분리 이탈되는 것을 방지한다. 여기서, 명확하게 도시되지는 않았으나, 버튼 인쇄회로기판(220)은 햅틱 액츄에이터(10)의 축방향에 대하여 회전하는 것을 방지하기 위하여 버튼 컬럼(24)에 고정 장착되는 구조를 더 취할 수도 있다. A plurality of directional switch knob fastening portions 215 are formed on one surface of each directional switch knob 210 facing the haptic housing base 13, and the enter switch knob 200 has an enter switch knob fastening portion 205. Is formed, and each of the directional switch fastening through holes 224 and the enter switch fastening through holes 222 for accommodating the directional switch knob fastening part 215 are formed in the button switch printed circuit board 220. Each end of the enter switch knob fastening portion 205 and the directional switch knob fastening portion 215 is formed in a projection shape so that the enter switch knob fastening portion 205 and the directional switch knob fastening portion 215 are not unwanted. It is prevented from being separated from the switch fastening through hole 222 and the directional switch fastening through hole 224. Here, although not clearly shown, the button printed circuit board 220 may further take a structure fixedly mounted to the button column 24 to prevent rotation of the haptic actuator 10 in the axial direction.

버튼 인쇄회로기판(220)의 일면으로 엔터 스위치 노브(200) 및 디렉셔널 스위치 노브(210)를 향한 일면에는 복수 개의 버튼 스위치(221,225)가 구비되는데, 버튼 스위치는 엔터 스위치 노브에 구비되는 엔터 스위치 컬럼(미도시)과 맞닿는 엔터 스위치(221) 및 복수 개의 디렉셔널 스위치 노브(210)의 디렉셔널 스위치 컬럼(미도시)과 맞닿는 복수 개의 디렉셔널 스위치(225)를 포함한다. 상기한 엔터 스위치 노브 및 디렉셔널 스위치 노브에 대한 배치 구성과 동일하게, 엔터 스위 치(221)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 중앙에 배치되고 디렉셔널 스위치(225)는 버튼 인쇄회로기판(220)의 중앙, 즉 엔터 스위치로부터 등반경 상에 등각을 이루며 배치되는데, 본 실시예에서 디렉셔널 스위치(225)는 인접한 스위치에 대하여 90도의 각을 이루며 총 4개가 동심 상에 배치된다. 본 실시예에서, 엔터 스위치(221)와 디렉셔널 스위치(225)는 택트 스위치로 구성되었으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 메탈돔 스위치로 구성될 수도 있는 등, 누름력에 의하여 ON/OFF 신호 여부가 결정되는 접촉 스위치 기능을 구비하는 범위에서 다양한 선택이 가능하다. A plurality of button switches 221 and 225 are provided on one surface of the button printed circuit board 220 facing the enter switch knob 200 and the directional switch knob 210. The button switch is an enter switch provided in the enter switch knob. An enter switch 221 contacting a column (not shown) and a plurality of directional switches 225 contacting a directional switch column (not shown) of the plurality of directional switch knobs 210 are included. Similarly to the arrangement of the enter switch knob and the directional switch knob described above, the enter switch 221 is disposed in the center of the button printed circuit board 220 and the directional switch 225 is the button printed circuit board 220. At the center of the, i.e., enter switch at an equiangular position on the climbing slope, in this embodiment, the directional switch 225 is formed at an angle of 90 degrees with respect to the adjacent switch and a total of four are arranged concentrically. In the present embodiment, the enter switch 221 and the directional switch 225 is composed of a tact switch, the present invention is not limited to this may be configured as a metal dome switch, such as whether the ON / OFF signal by the pressing force Various choices are possible in the range having the contact switch function in which the is determined.

여기서, 보다 구체적으로 도시되지는 않았으나, 버튼 인쇄회로기판(220)에는 택트 스위치로 구현되는 엔터 스위치(221) 및 디렉셔널 스위치(225)의 작동 상태에 따라 전원이 단속되는 LED와 같은 별도의 광원이 더 구비되고, 각각의 엔터 스위치 노브(200) 및 디렉셔널 스위치 노브(210)에 LED와 같은 광원으로부터 생성되는 빛을 외부로 출사시키기 위하여 레이저 에칭 등과 같은 공정을 통하여 형성되는 광 표시부(미도시)가 더 구비되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. Here, although not shown in more detail, the button printed circuit board 220 has a separate light source such as an LED to which the power is interrupted according to the operating state of the enter switch 221 and the directional switch 225 implemented as a tact switch. The light display unit (not shown) is further provided and formed through a process such as laser etching to emit light generated from a light source such as an LED to each of the enter switch knob 200 and the directional switch knob 210. Various modifications are possible, such as taking the structure further equipped with).

정전 용량 스위치부(70)는 정전 용량 스위치 버튼(71)과 정전 용량 스위치 전극(73)을 구비한다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 유니트 하우징(50), 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)에 배치되고, 정전 용량 스위치 전극(73)은 유니트 인쇄회로기판(60)에 배치된다. 본 실시예에서, 정전 용량 스위치 버튼(71)은 일단이 유니트 하우징(50), 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)에 고정 장착되고 타단이 자유단으로 형성된다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 자유단으로 형성되되, 교차 배열되는 구조를 취한다. 즉, 정전 용량 스위치 버튼(71)의 자유단으 로 형성되는 부분과 유니트 하우징 바디(500) 간에는 버튼 간극(503, 도 5 참조)이 형성되고, 버튼 간극(503)은 유니트 하우징 바디(500)의 중앙에 형성되는 햅틱 액츄에이터 관통구(503)를 중심으로 외곽에 원주 배열을 나타내도록 배치는데, 버튼 간극(503)이 지그 재그 타입으로 형성됨으로써 정전 용량 스위치 버튼(71)는 다른 인접한 정전 용량 스위치 버튼에 대하여 각각의 자유단이 서로 반대되는 방향을 향하도록 배치된다. The capacitive switch unit 70 includes a capacitive switch button 71 and a capacitive switch electrode 73. The capacitive switch button 71 is disposed on the unit housing 50, more specifically, the unit housing body 500, and the capacitive switch electrode 73 is disposed on the unit printed circuit board 60. In this embodiment, one end of the capacitive switch button 71 is fixedly mounted to the unit housing 50, more specifically, the unit housing body 500, and the other end is freely formed. The capacitive switch button 71 is formed at the free end, but has a structure that is arranged in a cross. That is, a button gap 503 (see FIG. 5) is formed between the free end of the capacitive switch button 71 and the unit housing body 500, and the button gap 503 of the unit housing body 500 is formed. The haptic actuator through-hole 503 formed in the center is arranged so as to show the circumferential arrangement on the outside, the button gap 503 is formed in a zigzag type, so that the capacitive switch button 71 is another adjacent capacitive switch button Each free end with respect to is disposed so as to face in a direction opposite to each other.

정전 용량 스위치 전극(73)은 유니트 인쇄회로기판(60) 상으로 정전 용량 스위치 버튼(71)을 향하도록 배치되는데, 정전 용량 스위치 전극(73)은 정전 용량 스위치 버튼(71)에 외력이 가해지지 않는 경우 정전 용량 스위치 버튼(71)에 대응되는 위치로 정전 용량 스위치 버튼(71)과 이격 배치된다.The capacitive switch electrode 73 is disposed to face the capacitive switch button 71 on the unit printed circuit board 60, and the capacitive switch electrode 73 is not subjected to external force to the capacitive switch button 71. If not, it is spaced apart from the capacitive switch button 71 to a position corresponding to the capacitive switch button 71.

경우에 따라 햅틱 스위치 유니트(5)는 유니트 발광부(80)를 더 구비할 수도 있다. 유니트 발광부(80)는 유니트 하우징(50)의 내부, 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(500)와 유니트 하우징 베이스(510)에 의하여 형성되는 내부 공간에 배치되어 정전 용량 스위치부(70)에 빛을 제공하여 사용자로 하여금 정전 용량 스위치부(70)의 적절한 작동 위치를 보다 용이하게 파악할 수 있도록 한다. 유니트 발광부(80)은 유니트 발광 램프(81)와 유니트 프리즘(83)을 포함하는데, 유니트 발광 램프(81)는 LED와 같은 발광 램프로 구현될 수 있는데, 유니트 발광 램프(81)는 유니트 인쇄회로기판(60)에 배치된다. 사용자가 라이트 램프 등을 작동시키는 경우, 햅틱 스위치 시스템에 구비되는 제어부 및/또는 햅틱 스위치 유니트(5)에 구비되는 유니트 제어부(미도시)로부터의 전기적 제어 신호에 의하여 유니트 발광 램 프(81,82)의 작동 여부가 결정된다. 본 실시예에서 유니트 발광 램프(81,82)는 유니트 인쇄회로기판(60)의 하면에 배치되는데, 유니트 발광 램프(81,82)는 정전 용량 스위치 전극(73)의 중심에 배치되는 유니트 발광 중앙 램프(81)와 정전 용량 스위치 전극(73)의 인근에 배치되는 유니트 발광 사이드 램프(82)를 포함하는데, 유니트 발광 램프(81,82)는 어느 하나를 선택적으로 또는 모두를 구비할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. 유니트 프리즘(83)은 유니트 발광 램프(81)에 인접하도록 유니트 하우징(50)의 내부로 유니트 하우징(50)의 유니트 하우징 베이스(510) 및 유니트 인쇄회로기판(60)의 사이에 배치된다. 즉, 유니트 하우징 베이스(510)에는 유니트 프리즘 수용부(511)가 형성되는데, 유니트 프리즘(83)은 유니트 프리즘 수용부(511)에 수용된다. 유니트 프리즘 수용부(511)의 내측벽에는 유니트 인쇄회로기판 안착부(512)가 돌출 형성되어 유니트 인쇄회로기판(60)의 안정적인 장착을 가능하게 함으로써, 유니트 프리즘(83)은 유니트 인쇄회로기판(60)과 유니트 하우징 베이스(510)의 사이에 배치된다. 따라서, 유니트 프리즘(83)은 유니트 발광 램프(81)로부터 생성되는 빛을 유니트 프리즘(83)의 일부, 본 실시예에서 상면으로 집중적으로 출사되도록 한다. In some cases, the haptic switch unit 5 may further include a unit light emitter 80. The unit light emitting unit 80 is disposed in the interior of the unit housing 50, and more specifically, in the inner space formed by the unit housing body 500 and the unit housing base 510 to emit light to the capacitive switch unit 70. Providing a user can more easily identify the proper operating position of the capacitive switch unit 70. The unit light emitting unit 80 includes a unit light emitting lamp 81 and a unit prism 83. The unit light emitting lamp 81 may be implemented as a light emitting lamp such as an LED, and the unit light emitting lamp 81 is a unit printing It is disposed on the circuit board 60. When the user operates the light lamp or the like, the unit light emitting lamps 81 and 82 are controlled by electrical control signals from a control unit provided in the haptic switch system and / or a unit control unit (not shown) provided in the haptic switch unit 5. ) Is determined. In the present embodiment, the unit light emitting lamps 81 and 82 are disposed on the lower surface of the unit printed circuit board 60, and the unit light emitting lamps 81 and 82 are arranged at the center of the capacitive switch electrode 73. And a unit light emitting side lamp 82 disposed in the vicinity of the lamp 81 and the capacitive switch electrode 73, wherein the unit light emitting lamps 81 and 82 may include any or all of them. Various configurations are possible according to design specifications. The unit prism 83 is disposed between the unit housing base 510 of the unit housing 50 and the unit printed circuit board 60 inside the unit housing 50 so as to be adjacent to the unit light emitting lamp 81. That is, the unit prism accommodating part 511 is formed in the unit housing base 510, and the unit prism 83 is accommodated in the unit prism accommodating part 511. A unit printed circuit board seating portion 512 is protruded from the inner wall of the unit prism receiving portion 511 to enable stable mounting of the unit printed circuit board 60, whereby the unit prism 83 is a unit printed circuit board ( 60) and the unit housing base 510. Therefore, the unit prism 83 causes the light generated from the unit light emitting lamp 81 to intensively exit to a part of the unit prism 83, in this embodiment, the upper surface.

유니트 프리즘(83)은 일체의 지그 재그 타입 프리즘 바디를 구비하는데, 유니트 프리즘(83)의 대응되는 위치로 유니트 인쇄회로기판(60)에는 유니트 기판 관통구(61)가 구비된다. 따라서, 유니트 발광 램프(81,82)의 작동에 의하여 생성되는 빛은 유니트 프리즘(83)으로 집중되고 유니트 프리즘(83)의 상단을 통하여 출사되는 빛은 유니트 인쇄회로기판(60)의 유니트 기판 관통구(61)와, 유니트 하우징 바디(500)에 형성된 버튼 간극(503)을 통하여 출사된다. 따라서, 사용자로 하여금 햅틱 액츄에이터(1)를 중심으로 원주 열로 배치되는 복수 개의 정전 용량 스위치 버튼(71) 간의 경계를 보다 명확하게 인식할 수 있도록 한다. 경우에 따라, 유니트 인쇄회로기판(60)의 정전 용량 스위치 전극(73)이 형성된 위치의 중앙에는 기판 광원 관통구가 더 구비되고 기판 광원 관통구의 대응되는 위치로 유니트 인쇄회로기판(60)의 하면에 유니트 발광 중앙 램프(81, 도 6 참조)가 배치되며, 정전 용량 스위치 버튼(71)에는 레이저 에칭과 같은 가공 공정을 통하여 빛이 출사될 수 있는 소정의 버튼 표시부(72, 도 17 참조)가 배치되는데, 유니트 발광 중앙 램프(81)로부터 출사되는 빛은 기판 광원 관통구를 통하여 유니트 인쇄회로기판의 배면을 통하여 정전 용량 스위치 버튼(71)에 형성된 소정의 버튼 표시부(72)를 통하여 출사된다. The unit prism 83 has an integral zigzag type prism body. The unit printed circuit board 60 is provided with a unit substrate through hole 61 at a corresponding position of the unit prism 83. Therefore, light generated by the operation of the unit light emitting lamps 81 and 82 is concentrated to the unit prism 83 and light emitted through the top of the unit prism 83 passes through the unit substrate of the unit printed circuit board 60. It exits through the sphere 61 and the button clearance 503 formed in the unit housing body 500. Therefore, the user can more clearly recognize the boundary between the plurality of capacitive switch buttons 71 arranged in a circumferential row around the haptic actuator 1. In some cases, a substrate light source through hole is further provided at the center of the position where the capacitance switch electrode 73 of the unit printed circuit board 60 is formed, and the bottom surface of the unit printed circuit board 60 is moved to a corresponding position of the substrate light source through hole. The unit light-emitting central lamp 81 (see FIG. 6) is disposed in the capacitive switch button 71, and a predetermined button display unit 72 (see FIG. 17) can emit light through a processing process such as laser etching. The light emitted from the unit light emitting center lamp 81 is emitted through a predetermined button display portion 72 formed on the capacitive switch button 71 through the back surface of the unit printed circuit board through the substrate light source through hole.

도 6 및 도 7에는 본 발명의 정전 용량 스위치부의 작동 과정을 나타내는 개략적인 단면도가 도시된다. 사용자에 의한 외력이 제공되지 않는 경우, 일단이 자유단으로 형성되는 정전 용량 스위치 버튼(71)은 정전 용량 스위치 전극(73)의 상부로 이격되어 배치된다. 정전 용량 스위치 버튼(71)은 챔퍼링 가공됨으로써, 정전 용량 스위치 버튼(71)의 자유단으로 형성되는 일단은 유니트 하우징 바디(500)에 고정 배치되는 타단보다 얇은 두께를 갖는다. 이와 같은 챔퍼링 구조의 자유단으로 형성됨으로써, 일단이 자유단으로 형성되는 정전 용량 스위치 버튼(71)의 반복적인 작동에도 원위치 복귀되는 충분한 복원력을 가질 수 있다. 6 and 7 are schematic cross-sectional views showing the operation of the capacitive switch unit of the present invention. When the external force is not provided by the user, the capacitive switch button 71 having one end freely formed is spaced apart from the top of the capacitive switch electrode 73. Since the capacitive switch button 71 is chamfered, one end formed by the free end of the capacitive switch button 71 has a thickness thinner than the other end fixedly disposed on the unit housing body 500. By being formed at the free end of the chamfering structure as described above, it is possible to have sufficient restoring force to return to the original position even in the repeated operation of the capacitive switch button 71 having one end formed at the free end.

사용자가 손가락으로 정전 용량 스위치 버튼(71)을 가압하는 경우, 정전 용 량 스위치 버튼(71)의 일단은 유니트 인쇄회로기판(60)을 향하여 이동하고 정전 용량 스위치 버튼(71)은 유니트 인쇄회로기판(60) 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극(73)과 접하여 정전 용량 값을 변화시킴으로써 해당 정전 용량 스위치부가 작동된다. When the user presses the capacitive switch button 71 with a finger, one end of the capacitance switch button 71 moves toward the unit printed circuit board 60 and the capacitive switch button 71 moves to the unit printed circuit board. The capacitance switch portion is operated by changing the capacitance value in contact with the capacitance switch electrode 73 disposed on 60.

한편, 상기 실시예에서 유니트 발광부의 유니트 발광 램프는 유니트 발광 중앙 램프와 유니트 발광 사이드 램프를 구비하는 경우에 대하여 도시되었으나, 어느 하나만이 구비되는 구조를 취할 수도 있다. 즉, 도 10 및 도 11에는 유니트 발광부에 대한 변형예를 나타내는 시점을 달리하는 개략적인 사시도가 도시되는데, 동일한 구성요소에 대하여는 상기 실시예에서와 동일한 도면 부호를 사용한다. 유니트 발광부(80)는 지그 재그 타입 프리즘 바디를 갖는 유니트 프리즘(83)을 구비하는데, 유니트 프리즘(83)은 지그 재그 타입 프리즘 바디로부터 연장 형성되는 프리즘 연장부(85)를 더 구비하고, 유니트 인쇄회로기판(60)에는 기판 광원 관통구(63)가 구비되며, 기판 광원 관통구(63)의 대응되는 위치로 정전 용량 스위치 버튼(71)에는 버튼 표시부(72)가 구비된다. 유니트 발광 사이드 램프(82)로부터 생성된 빛은 유니트 프리즘(83)으로 수광되어 유니트 프리즘(83)의 지그 재그 타입 프리즘 바디의 상면과 지그 재그 타입 프리즘 바디로부터 연장 형성되는 프리즘 연장부(85)의 상면을 통하여 출사되고, 출사된 빛은 유니트 기판 관통구(61) 및 기판 광원 관통구(63)를 거쳐 버튼 간극(503) 및 버튼 표시부(72)를 통하여 외부로 출사됨으로써, 사용자로 하여금 보다 용이하게 정전 용량 스위치 버튼을 인식할 수 있도록 한다. Meanwhile, in the above embodiment, the unit light emitting lamp of the unit light emitting unit is illustrated with the case of the unit light emitting central lamp and the unit light emitting side lamp, but may have a structure in which only one is provided. That is, in FIG. 10 and FIG. 11, schematic perspective views showing different views of a modified example of the unit light emitting unit are shown, and the same reference numerals are used for the same components. The unit light emitting portion 80 has a unit prism 83 having a zigzag type prism body, wherein the unit prism 83 further includes a prism extension 85 extending from the zigzag type prism body. The printed circuit board 60 is provided with a substrate light source through hole 63, and the capacitive switch button 71 is provided with a button display unit 72 at a corresponding position of the substrate light source through hole 63. Light generated from the unit light emitting side lamp 82 is received by the unit prism 83 of the prism extension 85 which extends from the top surface of the zigzag type prism body of the unit prism 83 and the zig zag type prism body. The light emitted through the upper surface and exited through the unit substrate through hole 61 and the substrate light source through hole 63 is emitted to the outside through the button gap 503 and the button display unit 72, thereby making it easier for the user. The capacitive switch button can be recognized.

한편, 본 발명의 상기 실시예들에 있어, 일단이 자유단으로 형성되는 정전 용량 스위치 버튼을 구비하는 구조에 대하여 기술되었으나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 즉, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 정전 용량 스위치 버튼(71a)는 유니트 하우징(50)과, 보다 구체적으로 유니트 하우징 바디(510)와 일체로 박막 형성되는 구조를 취할 수도 있는데, 정전 용량 스위치 버튼(71a)은 유니트하우징 바디(500)와 일체를 이루되 다른 영역의 두께(h1)보다 작은 값의 두께(h2)를 가지고, 정전 용량 스위치 버튼(71a)과 유니트 인쇄회로기판(60) 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극(73)과 도면 부호 d로 표시되는 거리만큼 이격 배치된다. Meanwhile, in the above embodiments of the present invention, a structure having a capacitive switch button having one end formed at a free end is described, but the present invention is not limited thereto. That is, as illustrated in FIGS. 12 and 13, the capacitive switch button 71a may have a structure in which a thin film is integrally formed with the unit housing 50 and more specifically with the unit housing body 510. The capacitive switch button 71a is integral with the unit housing body 500 and has a thickness h2 of a value smaller than the thickness h1 of the other area, and the capacitive switch button 71a and the unit printed circuit board 60 are provided. Is spaced apart from the capacitive switch electrode 73 disposed on the back panel by a distance indicated by reference numeral d.

도 14에 도시된 바와 같이, 사용자가 손가락 등으로 정전 용량 스위치 버튼(71a)에 P의 힘으로 가압하는 경우, 박막 형태로 구현되는 정전 용량 스위치 버튼(71a)은 탄성 변형되어 정전 용량 스위치 전극(73)과 접하여 정전 용량을 변화시켜 해당 정전 용량 스위치부(70)의 작동을 변화시킨다. 외력 P가 제거되는 경우, 탄성 복원력에 의하여 박막 형의 정전 용량 스위치 버튼(71a)은 원위치로 복귀된다. As illustrated in FIG. 14, when the user presses the capacitive switch button 71a with a finger or the like with a force of P, the capacitive switch button 71a implemented in the form of a thin film is elastically deformed to form a capacitive switch electrode ( 73, the capacitance is changed to change the operation of the corresponding capacitance switch unit 70. When the external force P is removed, the thin film type capacitance switch button 71a is returned to its original position by the elastic restoring force.

경우에 따라서는, 사용자의 조작감을 개선하기 위한 구성요소를 더 구비할 수도 있다. 즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 정전 용량 스위치 버튼(71b)은 외측을 향한 일면에 버튼 홈(78)이 형성되어 유니트 하우징 바디의 다른 영역보다 작은 두께를 구비하도록 한다. 버튼 홈(78)에는 버튼 탄성 패드(79)가 배치되는데, 버튼 탄성 패드(79)는 소정의 탄성 복원력을 제공하는 탄성 고무 또는 열가소성 폴리우레탄과 같은 다공성 폴리머로 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여 버튼 탄 성 패드(79)가 적절한 탄성 완충재 역할을 수행함으로써, 사용자의 조작감을 증대시키고 동시에 과도한 외력 P에 의한 정전 용량 스위치 버튼(71b)의 파손을 방지할 수도 있다. In some cases, it may further include a component for improving the user's operation feeling. That is, as shown in FIG. 15, the capacitive switch button 71b has a button groove 78 formed on one surface facing outward to have a thickness smaller than that of other areas of the unit housing body. A button elastic pad 79 is disposed in the button groove 78, and the button elastic pad 79 may be formed of a porous polymer such as an elastic rubber or a thermoplastic polyurethane to provide a predetermined elastic restoring force. Through such a configuration, the button elastic pad 79 serves as an appropriate elastic buffer material, thereby increasing the user's feeling of operation and preventing damage to the capacitive switch button 71b due to excessive external force P.

도 16에는 본 발명에 따른 햅틱 스위치 시스템(2)의 개략적인 블록 선도가 도시된다. 햅틱 스위치 시스템(2)은 시스템 하우징(4)에 배치되는 햅틱 액츄에이터(1) 및 정전 용량 스위치부(70)를 구비하는 햅틱 스위치 유니트(5)와, 시스템 디스플레이(3)와, 시스템 제어부(6)와, 저장부(7)와, 연산부(8)를 구비하는데, 여기서 햅틱 액츄에이터(1) 및 정전 용량 스위치부(70)에 대한 설명은 상기한 사항들로 대체한다. 16 shows a schematic block diagram of a haptic switch system 2 according to the invention. The haptic switch system 2 includes a haptic switch unit 5 including a haptic actuator 1 and a capacitive switch unit 70 disposed in the system housing 4, a system display 3, and a system control unit 6. ), A storage unit (7), and a calculation unit (8), where descriptions of the haptic actuator (1) and the capacitive switch unit (70) are replaced by the above.

시스템 제어부(6)와, 저장부(7)와, 연산부(8)는 유니트 인쇄회로기판(60) 및/또는 시스템 하우징에 배치될 수 있는 별도의 인쇄회로기판 상에 배치될 수도 있다. 저장부(7)는 코어 코일(미도시)/로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간의 자기 흡인력에 대한 사전 설정 패턴을 저장하는데, 경우에 따라서 하기되는 연산부(4)에서 연산된 수치를 임시로 저장하는 버퍼부의 기능도 수행할 수 있다. The system control unit 6, the storage unit 7, and the calculation unit 8 may be disposed on a separate printed circuit board which may be disposed in the unit printed circuit board 60 and / or the system housing. The storage unit 7 stores a preset pattern of magnetic attraction force between the core coil (not shown) / rotary core 340 and the rotary suction unit 350, and the numerical value calculated by the calculation unit 4 described below in some cases. It can also perform the function of the buffer unit to temporarily store the.

도 9g 내지 도 9j에는 저장부(2)에 저장되는, 로터리 코어(340)와 로터리 흡인부(350) 간의 자기 흡인력에 대한 사전 설정 패턴의 예들이 도시되어 있는데, 각각의 도면에서 좌측은 로터리 노브(300)의 회전각(θ)에 따라 작용하는 자기 흡인력(Fd)의 패턴을 나타내고, 우측은 사용자에 의한 임의의 일정한 작용력(PT)이 가해질 때 로터리 노브(300)를 통해 작용하는 힘의 합력(=PT-F2=PT-μs{Fd+Wc-Wd,s})을 개략적으로 나타낸다. 도 9g에는 소정의 각도 위치에서 일시적으로 증가하여 사용자로 하여금 소정의 각도 위치에서 디텐트 감(感)을 느낄 수 있도록 하는 디텐트 패턴(detent pattern)이 도시된다. 도 9h는 모든 각도 위치에서 일정한 자기 흡입력(Fd)이 가해지는 상수 패턴(constant pattern)을 도시하고, 도 9i는 소정의 각도 위치 이상의 회전각(θ)에 대하여 임의의 일정한 작용력(PT)보다 큰 최대 자기 흡인력(Fdmax)을 제공함으로써 소정의 각도 위치 이상으로의 회동을 제한하는 배리어 패턴(barrier pattern)을 도시하며, 도 9j은 두 개 이상의 패턴이 복합된, 즉 각도 위치 A 및 C에서 디텐트 패턴을 구비하고 각도 위치 B에서 배리어 패턴을 구비하는 복합 패턴(compound pattern)을 도시한다. 도 9f 내지 도 9i에는 총 4개의 자기 흡입력 패턴이 도시되었는데, 이는 본 발명의 일예일뿐 보다 다양한 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 도 9f 내지 도 9i에는 로터리 스위치부의 작동의 경우에 대하여 도시되었는데, 햅틱 액츄에이터가 진동 모드로 작동하는 경우에 대하여도 다양한 자기 흡입력 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어, 짧은 주기 동안 복수 개의 최대 자기 흡입력(Fdmax)이 가해짐으로써 로터리 코어와 로터리 디스크의 충격, 궁극적으로 로터리 흡인부/로터리 코어의 로터리 탄성 부재를 통한 고정 플레이트와의 충격이 발생하는 임팩트 패턴(impact pattern)이 형성될 수도 있다. 9G-9J show examples of preset patterns for the magnetic attraction force between the rotary core 340 and the rotary suction unit 350, which are stored in the storage unit 2, in which the left side of the rotary knob The pattern of the magnetic attraction force Fd acting according to the rotation angle θ of 300 is shown, and the right side is the sum of the forces acting through the rotary knob 300 when an arbitrary constant action force PT is applied by the user. (= PT-F2 = PT-μs {Fd + Wc-Wd, s}) is schematically shown. FIG. 9G shows a detent pattern that temporarily increases at a predetermined angular position to allow a user to feel the detent at a predetermined angular position. FIG. 9H shows a constant pattern in which a constant magnetic suction force Fd is applied at all angular positions, and FIG. 9I is greater than any constant action force PT for a rotation angle θ above a predetermined angular position. Fig. 9J shows a barrier pattern which limits the rotation above a predetermined angular position by providing the maximum magnetic attraction force Fdmax, and FIG. 9J shows that the two or more patterns are combined, i.e., detent at angular positions A and C A compound pattern with a pattern and with a barrier pattern at angular position B is shown. A total of four magnetic suction force patterns are illustrated in FIGS. 9F to 9I, which are examples of the present invention, and more various patterns may be formed. 9F to 9I illustrate a case of the rotary switch unit, various magnetic suction force patterns may be formed even when the haptic actuator operates in the vibration mode. For example, the impact of the impact of the rotary core and the rotary disk and ultimately the fixed plate through the rotary elastic member of the rotary suction / rotary core by applying a plurality of maximum magnetic suction forces (Fdmax) in a short period of time An pattern may be formed.

연산부(8)는 하기되는 시스템 제어부(6)와 전기적 소통을 이루며 코어 코일에 인가될 전기적 신호를 연산한다. 즉, 햅틱 액츄에이터가 회전 모드인 경우, 연산부(2)는 시스템 제어부(6)로부터 전달되는 저장부(7)에 저장된 자기 흡입력의 사전 설정 패턴과, 회동 감지부(500, 도 8a 및 도 8b 참조)에서 감지된 로터리 노브, 궁극적으로 로터리 디스크(355, 도 8a 참조)의 회동량에 기초하여, 소정의 자기 흡 인력을 인가하기 위하여 필요한 인가 전류 I를 연산한다. The calculating unit 8 makes electrical communication with the system control unit 6 described below and calculates an electrical signal to be applied to the core coil. That is, when the haptic actuator is in the rotation mode, the calculation unit 2 refers to the preset pattern of the magnetic suction force stored in the storage unit 7 transmitted from the system control unit 6, and the rotation detection unit 500 (FIGS. 8A and 8B). Based on the amount of rotation of the rotary knob, and ultimately, the rotary disk 355 (see FIG. 8A), the applied current I necessary to apply a predetermined magnetic attraction force is calculated.

시스템 제어부(6)는 회동 감지부(600), 저장부(2), 연산부(4) 및 코어 코일과 전기적 소통을 이루는데, 연산부(4)로부터 연산된 인가 전류 I를 코어 코일에 인가한다. 또한, 햅틱 액츄에이터 장치에 대하여, 회전 모드와 진동 모드 중 사용자에 의하여 선택된 모드를 판단한다. The system control unit 6 makes electrical communication with the rotation detecting unit 600, the storage unit 2, the calculating unit 4, and the core coil, and applies the applied current I calculated from the calculating unit 4 to the core coil. In addition, for the haptic actuator device, the mode selected by the user among the rotation mode and the vibration mode is determined.

시스템 제어부(6)는 정전 용량 스위치부(70)와도 전기적 소통을 이룬다. 도 17a에는 본 발명의 시스템 하우징(50)에 대한 개략적인 평면도가 도시되는데, 시스템 하우징 바디(500)에는 복수 개의 정전 용량 스위치 버튼(71-1,71-2,71-3,71-4,71-5,71-6,71-7,71-8)이 구비된다. 각각의 정전 용량 스위치 버튼은 HVAC 스위치 버튼(71-1), 시트 제어 스위치 버튼(71-2), 엔터 스위치 버튼(71-3), Exit/메뉴 스위치 버튼(71-4), 네비게이션 스위치 버튼(71-5), DMB 스위치 버튼(71-6), 오디오 스위치 버튼(71-7), 볼륨 스위치 버튼(71-8) 등으로 구현될 수 있다. The system control unit 6 also makes electrical communication with the capacitive switch unit 70. 17A shows a schematic plan view of the system housing 50 of the present invention, wherein the system housing body 500 includes a plurality of capacitive switch buttons 71-1, 71-2, 71-3, 71-4, 71-5,71-6,71-7,71-8). Each capacitive switch button has an HVAC switch button 71-1, a seat control switch button 71-2, an enter switch button 71-3, an exit / menu switch button 71-4, a navigation switch button ( 71-5), DMB switch button 71-6, audio switch button 71-7, volume switch button 71-8, or the like.

햅틱 스위치 시스템(2)에 전원이 인가되는 경우, 햅틱 스위치 시스템(2)의 시스템 디스플레이(3)에는 도 17b 및 도 17c와 같은 예시적인 유저 인터페이스가 표시되는데, 유저 인터페이스로서 시스템 디스플레이(2)에 표시되는 화면은 햅틱 액츄에이터의 표시부를 중심으로 이들의 외곽에는 각각의 정전 용량 스위치의 작동 모드를 표시하는 아이콘이 표시된다. 사용자가 각각의 정전 용량 스위치 버튼을 작동시키는 경우, 변화되는 정전 용량 스위치부의 작동 상태가 변화되어 발생하는 전기적 신호가 시스템 제어부(6)로 전달되고, 시스템 제어부(6)는 각각의 정전 용량 스위치부의 작동 모드에 대응되는 화상을 시스템 디스플레이(3)가 표시된다. 예를 들어, 사용자가 햅틱 스위치 유니트에 구비되는 정전 용량 스위치부에 구비되는 HVAC 스위치 버튼(71-1), 볼륨 스위치 버튼(71-8), 시트 제어 스위치 버튼(71-2), 네비게이션 스위치 버튼(71-5)를 조작하는 경우 시스템 제어부(6)는 시스템 디스플레이(3)에 도 17d, 도 17f, 도 17h, 도 17k와 같은 HVAC 유저 인터페이스, 오디오 볼륨 유저 인터페이스, 시트 제어 유저 인터페이스, 네비게이션 유저 인터페이스를 각각 표시한다. 한편, 동시에 두 개 이상의 정전 용량 스위치 버튼이 조작되어 시스템 제어부(6)가 동시에 입력되는 두 개의 정전 용량 변화에 따른 전기적 신호를 감지하는 경우, 시스템 제어부(6)는 시스템 디스플레이(3) 및 버튼에 대응되는 각종 장치로의 제어 신호 출력을 대기 상태로 전환하여 정전 용량 스위치부의 오조작으로 인한 대응 장치의 오작동을 방지할 수도 있다. 여기서, 명확하게 도시되지는 않았으나, 햅틱 스위치 시스템의 햅틱 스위치 유니트에는 별도의 온습도 센서가 구비되어 햅틱 스위치 시스템의 온도 및 습도에 따른 외부 작동 환경의 정보가 시스템 제어부(6)에 전달되어 저장부(7)에 기 저장된 온습도 환경에 따른 정전 용량 전극의 유전 상수를 보정하는 과정을 더 수행할 수도 있다. 또한, 저장부(7)에는 다수 환경에 따른 유전 상수에 대한 정보가 사전 저장됨으로써, 정전 용량 스위치부의 작동 환경에 따른 적절한 보정 과정을 통하여, 정전 용량 스위치부의 보다 정확한 작동 상태 여부 판단이 가능한 구조를 취할 수도 있다. When power is applied to the haptic switch system 2, the system display 3 of the haptic switch system 2 shows an exemplary user interface such as FIGS. 17B and 17C, which is displayed on the system display 2 as a user interface. The displayed screen is centered on the display unit of the haptic actuator, and an icon indicating an operation mode of each capacitive switch is displayed on the outside thereof. When the user operates each capacitive switch button, the operating state of the changed capacitive switch unit is changed and the electrical signal generated is transmitted to the system control unit 6, and the system control unit 6 is connected to the respective capacitive switch unit. The system display 3 displays an image corresponding to the operation mode. For example, the HVAC switch button 71-1, the volume switch button 71-8, the seat control switch button 71-2, and the navigation switch button provided by the user in the capacitive switch unit included in the haptic switch unit When operating 71-5, the system control unit 6 displays the HVAC user interface, audio volume user interface, seat control user interface, navigation user as shown in FIGS. 17D, 17F, 17H, and 17K on the system display 3. List each interface. Meanwhile, when two or more capacitive switch buttons are operated at the same time and the system controller 6 detects an electrical signal according to two capacitance changes input simultaneously, the system controller 6 is connected to the system display 3 and the button. The control signal output to the corresponding various devices may be switched to the standby state, thereby preventing malfunction of the corresponding device due to an incorrect operation of the capacitive switch unit. Here, although not clearly shown, the haptic switch unit of the haptic switch system is provided with a separate temperature and humidity sensor, so that information on the external operating environment according to the temperature and humidity of the haptic switch system is transmitted to the system controller 6 to store the storage unit ( The process of correcting the dielectric constant of the capacitive electrode according to the pre-stored temperature and humidity environment may be further performed. In addition, the storage unit 7 is pre-stored in the information about the dielectric constant according to a number of environments, through the appropriate correction process according to the operating environment of the capacitive switch, a structure that can determine whether the capacitive switch more accurate operating state You can also take

그런 후, 사용자가 햅틱 액츄에이터(1, 도 2 참조)를 조작하는 경우 회동 감지부를 통하여 회동 신호가 시스템 제어부(6)로 전달되고, 또한 경우에 따라 버튼 스위치부(20)의 조작에 따른 버튼 조작 신호가 시스템 제어부(6)로 전달된다. 시 스템 제어부(6)는 저장부(7) 및 연산부(8)와의 전기적 소통을 통하여 회동 신호 또는 버튼 조작 신호에 대응하는 제어 신호를 각각의 차량 공기 조화 장치(미도시), 오디오 장치(미도시), 시트 전동 모터(미도시) 및 네비게이션 장치(미도시)에 전달함으로써 각각의 장치들을 제어한다. 이런 과정에서, 회동 신호를 전달받은 시스템 제어부(6)는 저장부(6)에 저장된 패턴에 따라 로터리 스위치부(30)를 작동시키는 제어 신호로서의 전류를 로터리 스위치부(30)의 코어 코일로로 전달하여, 로터리 스위치부(30)를 작동시킴으로써 로터리 노브를 회동시키는 사용자에게 디텐트 감 등을 제공할 수 있다. 이러한 각각의 작동 상태는 시스템 디스플레이(3)로 전달되어 도 17e, 도 17g, 도 17i 및 도 17j, 도 17l과 같이 HVAC의 풍량 조절, 오디오 볼륨 증대, 시트 인클라이닝 동작 및 전후 이동, 네비게이션 탐색 등과 같은 각각의 작동 상태가 화상 표시된다. Then, when the user operates the haptic actuator 1 (see FIG. 2), the rotation signal is transmitted to the system control unit 6 through the rotation detection unit, and in some cases, the button operation according to the operation of the button switch unit 20. The signal is transmitted to the system control unit 6. The system control unit 6 transmits a control signal corresponding to a rotation signal or a button manipulation signal through electrical communication with the storage unit 7 and the calculation unit 8, respectively, and an audio device (not shown). ), Each device is controlled by transmission to a seat electric motor (not shown) and a navigation device (not shown). In this process, the system control unit 6 which has received the rotation signal transmits a current as a control signal for operating the rotary switch unit 30 according to the pattern stored in the storage unit 6 to the core coil of the rotary switch unit 30. By transmitting, by operating the rotary switch unit 30 can provide a sense of detent to the user to rotate the rotary knob. Each of these operating states is communicated to the system display 3 to adjust the air volume of the HVAC, increase the audio volume, increase the seat inclining and move back and forth, and navigate navigation as shown in FIGS. 17E, 17G, 17I and 17J, 17L. Each operating state such as the image is displayed.

이와 같은 일련의 유저 인터페이스 등을 통한 각각의 장치에 대한 제어 과정시, 시스템 제어부(6)는 음향부(9)로 각각의 제어 효과음을 출력하여 사용자로 하여금 작동 모드를 보다 용이하게 알 수도 있다. 또한, 햅틱 스위치 시스템(2)은 신호 출력부(9a)를 통하여 외부 장치와 신호 송수신을 이룰 수도 있는데, 신호 출력부(9a)를 통하여 저장부(7)에 저장되어 있는 네비게이션 맵 정보를 갱신하거나 또는 최신 음악 화일을 다운로드할 수도 있는 등 다양한 작동 과정을 수행할 수도 있다.  In the control process for each device through such a series of user interfaces, the system control unit 6 may output the respective control effect sounds to the sound unit 9 so that the user may easily know the operation mode. In addition, the haptic switch system 2 may perform signal transmission and reception with an external device through the signal output unit 9a. The haptic switch system 2 may update the navigation map information stored in the storage unit 7 through the signal output unit 9a. You can also perform various operations, such as downloading the latest music file.

상기 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 일예들로, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 햅틱 스위치 시스템의 햅틱 액츄에이 터는 중심축이 수직 상태로 배열되는 구조에 대하여 기술되었으나, 햅틱 액츄에이터의 중심축이 수평하게 배열되는 구조가 선택될 수도 있다. 또한, 경우에 따라서 본 발명에 따른 햅틱 액츄에이터는 로터리 흡인부와 로터리 코어 간의 짧은 주기의 수 회 반복적인 자기 흡인력 단속을 통한 충격을 통해 사용자로 하여금 임팩트를 감지할 수 있게 하는 단순한 진동 모드만 실행되는 구조를 취할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 햅틱 액츄에이터의 로터리 코어의 하단에는 로터리 흡인부와의 마찰력을 증대시키기 위한 마찰링이 더 구비되는 구조를 취할 수도 있다. The above embodiments are examples for describing the present invention, but the present invention is not limited thereto. For example, although the haptic actuator of the haptic switch system according to the present invention has been described with respect to a structure in which the central axis is arranged in a vertical state, a structure in which the central axis of the haptic actuator is arranged horizontally may be selected. In addition, in some cases, the haptic actuator according to the present invention executes only a simple vibration mode that enables the user to detect the impact through the impact through the magnetic suction force interrupted several times in a short cycle between the rotary suction unit and the rotary core. It may take the structure. In addition, the lower end of the rotary core of the haptic actuator according to the present invention may take a structure that is further provided with a friction ring for increasing the friction with the rotary suction.

또한, 상기 실시예에서 기술되지는 않았으나, 본 발명에 따른 햅틱 액츄에이터 시스템의 유니트 하우징 바디에 형성되는 복수 개의 정전 용량 스위치 버튼을 분리시키기 위한 버튼 간극은 단순 개구로 형성되었으나, 이에 투명 실링 요소가 더 구비되어 외부 오염 물질이 유니트 하우징의 내부로 유입되는 것을 방지하는 구조를 취할 수도 있다. 또한, 상기 실시예들에서 햅틱 스위치 시스템 및 햅틱 스위치 유니트는 자동차에 적용되는 경우에 대하여 기술되었으나, 각각의 선택 모드가 적절하게 변화되는 경우 게임기 및 각종 전자 장치의 제어 장치로 사용될 수도 있는 등, 햅틱 액츄에이터, 정전 용량 스위치부를 구비하는 햅틱 스위치 유니트와, 이를 구비하는 햅틱 스위치 시스템을 제공하는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. In addition, although not described in the above embodiment, the button gap for separating the plurality of capacitive switch buttons formed in the unit housing body of the haptic actuator system according to the present invention is formed with a simple opening, but the transparent sealing element further It may be provided with a structure to prevent the external pollutants from entering the interior of the unit housing. In addition, in the above embodiments, the haptic switch system and the haptic switch unit have been described in the case where they are applied to a vehicle, but if each selection mode is appropriately changed, the haptic switch may be used as a control device for game machines and various electronic devices. Various modifications are possible in the range of providing an actuator, a haptic switch unit having a capacitive switch unit, and a haptic switch system having the same.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 시스템의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic perspective view of a haptic switch system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 사시도이다. 2 is a schematic perspective view of a haptic switch unit according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 햅틱 스위치 유니트의 개략적인 분해 사시도이다. 3 is a schematic exploded perspective view of the haptic switch unit of FIG. 2.

도 4는 도 3의 햅틱 스위치 유니트의 다른 시점에서 본 개략적인 분해 사시도이다. 4 is a schematic exploded perspective view from another point of view of the haptic switch unit of FIG. 3.

도 5는 햅틱 스위치 유니트의 유니트 하우징 바디의 개략적인 부분 확대 사시도이다. 5 is a schematic partially enlarged perspective view of the unit housing body of the haptic switch unit.

도6 및 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 스위치 유니트의 정전 용량 스위치부의 작동 과정을 나타내는 개략적인 부분 단면도이다. 6 and 7 are schematic partial cross-sectional views showing an operation process of the capacitive switch unit of the haptic switch unit according to an embodiment of the present invention.

도 8a은 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 개략적인 분해 사시도이다. 8A is a schematic exploded perspective view of a haptic actuator according to one embodiment of the present invention.

도 8b는 도 8a의 햅틱 액츄에이터의 다른 시점에서 본 개략적인 부분 분해 사시도이다. FIG. 8B is a schematic partial exploded perspective view of another point of view of the haptic actuator of FIG. 8A.

도 9a는 본 발명의 로터리 디스크의 일면 상에 작용하는 힘을 표현하는 개략화된 FBD(free body diagram)을 나타내는 개략도이다.9A is a schematic diagram illustrating a simplified free body diagram (FBD) representing a force acting on one side of a rotary disk of the present invention.

도 9b는 본 발명의 로터리 코어 및 로터리 흡인부 간의 접촉면의 상태를 나타내는 개략도이다.It is a schematic diagram which shows the state of the contact surface between the rotary core and a rotary suction part of this invention.

도 9c는 본 발명의 로터리 코어, 코어 코일 및 로터리 디스크 간의 자기 회로에 대한 등가 모델을 나타내는 개략도이다.9C is a schematic diagram illustrating an equivalent model for a magnetic circuit between a rotary core, a core coil, and a rotary disk of the present invention.

도 9d는 도 8a의 등가 모델에 대한 개략적인 사시도이다. 9D is a schematic perspective view of the equivalent model of FIG. 8A.

도 9e는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 작동전 상태의 개략적인 단면도이다.9E is a schematic cross-sectional view of a pre-operational state of a haptic actuator in accordance with one embodiment of the present invention.

도 9f는 본 발명의 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터의 작동 상태의 개략적인 단면도이다. 9F is a schematic cross-sectional view of an operating state of a haptic actuator according to one embodiment of the present invention.

도 9g 내지 도 9j는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 햅틱 액츄에이터 장치의 저장부에 저장된 자기 흡인력의 사전 설정 패턴 및 이에 의해 로터리 노브를 통해 사용자가 감지하는 힘의 감도를 나타내는 모식도이다. 9G to 9J are schematic diagrams illustrating a preset pattern of magnetic attraction force stored in a storage unit of a haptic actuator device according to another embodiment of the present invention, and thereby a sensitivity of a force sensed by a user through a rotary knob.

도 10은 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트의 변형예에 대한 개략적인 분해 사시도이다. 10 is a schematic exploded perspective view of a modification of the haptic switch unit according to the present invention.

도 11은 도 10의 햅틱 스위치 유니트의 다른 시점에서 본 개략적인 분해 사시도이다. FIG. 11 is a schematic exploded perspective view from another point of view of the haptic switch unit of FIG. 10.

도 12는 본 발명에 따른 햅틱 스위치 유니트의 유니트 하우징 바디에 대한 개략적인 변형예에 대한 사시도이다. 12 is a perspective view of a schematic variant of the unit housing body of the haptic switch unit according to the invention.

도 13 및 도 14는 도 12의 정전 용량 스위치부에 대한 작동 전후 상태를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다. 13 and 14 are schematic partial cross-sectional views showing a state before and after the operation of the capacitive switch of FIG. 12.

도 15는 본 발명에 따른 정전 용량 스위치부의 다른 변형예에 대한 개략적인 부분 단면도이다. 15 is a schematic partial sectional view of another modification of the capacitive switch unit according to the present invention.

도 16은 본 발명의 햅틱 스위치 시스템에 대한 개략적인 블록선도이다. 16 is a schematic block diagram of the haptic switch system of the present invention.

도 17a는 본 발명의 햅틱 스위치 유니트의 정전 용량 스위 버튼의 일예를 나타내기 위한 유니트 하우징 바디에 대한 개략적인 평면도이다. 17A is a schematic plan view of a unit housing body for illustrating an example of the capacitive switch button of the haptic switch unit of the present invention.

도 17b 및 도 17c는 본 발명의 햅틱 스위치 시스템에 대한 사용자 인터페이스의 일예들을 나타내는 개략적인 시스템 디스플레이 화상 표시도이다.17B and 17C are schematic system display image representations showing examples of a user interface for a haptic switch system of the present invention.

도 17d 내지 도 17l은 본 발명의 햅틱 스위치 시스템에 대한, HVAC 모드, 오디오 볼륨 모드, 시트 제어 모드, 네비게이션 모드에 대한 사용자 인터페이스를 나타내는 개략적인 시스템 디스플레이 화상 표시도이다. 17D-17L are schematic system display image representations showing a user interface for the HVAC mode, audio volume mode, seat control mode, navigation mode for the haptic switch system of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1...햅틱 액츄에이터 2...햅틱 스위치 시스템1 ... haptic actuator 2 ... haptic switch system

4...시스템 하우징 5...햅틱 액츄에이터 장치 10...햅틱 하우징 바디 11..햅틱 하우징 바디4 ... System housing 5 ... Haptic actuator device 10 ... Haptic housing body 11..Haptic housing body

20...버튼 스위치부 21...버튼 커버20 ... button switch section 21 ... button cover

23...버튼 베이스 24...버튼 컬럼23 ... button base 24 ... button column

50...햅틱 스위치 유니트 60...유니트 인쇄회로기판50 ... haptic switch unit 60 ... unit printed circuit board

70...정전 용량 스위치부 80...유니트 발광부70 Capacitive switch unit 80 Unit light emitting unit

200...엔터 스위치 노브 210...디렉셔널 스위치 노브200 ... Enter switch knob 210 ... Directional switch knob

220...버튼 인쇄회로기판 250...버튼 고정부220 ... button printed circuit board 250 ... button fixture

300...로터리 노브 310...로터리 플레이트300 ... Rotary Knob 310 ... Rotary Plate

320...고정 플레이트 330...로터리 탄성 부재320 ... fixing plate 330 ... rotary elastic member

340...로터리 코어 360...로터리 엔코더 플레이트403...엔코더 센서 340 ... rotary core 360 ... rotary encoder plate 403 ... encoder sensor

Claims (10)

유니트 하우징;Unit housing; 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 유니트 인쇄회로기판;A unit printed circuit board disposed inside the unit housing; 상기 유니트 하우징에 배치되는 햅틱 하우징과, 상기 햅틱 하우징에 대하여 축방향 회전 가능한 로터리 스위치부와, 상기 햅틱 하우징에 배치되어 상기 로터리 스위치부에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 인쇄회로기판을 구비하는 햅틱 액츄에이터; 및A haptic actuator including a haptic housing disposed in the unit housing, a rotary switch unit axially rotatable with respect to the haptic housing, and a haptic printed circuit board disposed in the haptic housing to transmit an electrical signal to the rotary switch unit; And 상기 유니트 하우징에 배치되는 정전 용량 스위치 버튼과, 상기 정전 용량 스위치 버튼에 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼과 이격되어 상기 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극을 갖는 정전 용량 스위치부;를 구비하고,A capacitive switch unit having a capacitive switch button disposed in the unit housing and a capacitive switch electrode spaced apart from the capacitive switch button at a position corresponding to the capacitive switch button and disposed on the unit printed circuit board; And 상기 햅틱 하우징은, 내부 바디 공간을 구비하는 햅틱 하우징 바디와, 상기 햅틱 하우징 바디의 일단에 배치되는 햅틱 하우징 베이스를 구비하고,The haptic housing includes a haptic housing body having an inner body space, and a haptic housing base disposed at one end of the haptic housing body. 상기 로터리 스위치부는, 상기 햅틱 하우징 베이스와 대응되도록 상기 햅틱 하우징 바디의 타단에 축방향 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브와, 상기 햅틱 하우징 바디 내부에 배치되고 상기 로터리 노브와 맞물리어 함께 축방향 회전하는 로터리 플레이트와, 상기 로터리 플레이트와 상기 햅틱 하우징 베이스 사이에 축방향 회동이 제한되도록 배치되고 내부에 코어 코일이 배치되는 로터리 코어와, 상기 코어 코일에 입력되는 전기적 신호에 따라 상기 로터리 코어에 접촉하여 상기 로터리 코어와의 사이에 힘전달이 이루어지도록 축방향 이동 가능하게 배치되고 상기 로터리 플레이트와 맞물리어 함께 축방향 회전 가능한 로터리 흡인부를 구비하고, The rotary switch unit may include a rotary knob axially rotatable at the other end of the haptic housing body so as to correspond to the haptic housing base, and a rotary knob disposed inside the haptic housing body and axially rotating together with the rotary knob. A rotary core disposed between the plate, the rotary plate, and the haptic housing base to be limited in axial rotation, and having a core coil disposed therein; A rotary suction part disposed to be axially movable so as to transmit force between the core and axially rotatable together with the rotary plate, 상기 햅틱 인쇄회로기판은, 상기 햅틱 하우징의 내부에 배치되어 상기 코어 코일에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 스위치 유니트.The haptic printed circuit board, the haptic switch unit is disposed inside the haptic housing for transmitting an electrical signal to the core coil. 삭제delete 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 정전 용량 스위치 버튼은 상기 유니트 하우징과 일체로 박막 형성되는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.The capacitive switch button is a haptic switch unit characterized in that the thin film is formed integrally with the unit housing. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 정전 용량 스위치 버튼의 일면에는 버튼 탄성 패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.The haptic switch unit, characterized in that the button elastic pad is provided on one surface of the capacitive switch button. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 유니트 하우징의 내부에는 상기 정전 용량 스위치부에 빛을 제공하기 위한 유니트 발광부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.The unit haptic switch unit is further provided inside the unit housing for providing light to the capacitive switch unit. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 유니트 발광부는:The unit light emitting unit: 상기 유니트 인쇄회로기판에 배치되는 유니트 발광 램프와,A unit light emitting lamp disposed on the unit printed circuit board; 상기 유니트 하우징과 상기 유니트 인쇄회로기판 사이로, 상기 유니트 발광 램프에 인접 배치되는 유니트 프리즘을 구비하는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.And a unit prism disposed between the unit housing and the unit printed circuit board adjacent to the unit light emitting lamp. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 유니트 프리즘은 일체의 지그 재그 타입 프리즘 바디를 구비하고, 상기 유니트 프리즘의 대응되는 위치로 상기 유니트 인쇄회로기판에는 유니트 기판 관통구가 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.The unit prism has an integral zigzag type prism body, and the unit printed circuit board is provided with a unit substrate through hole at a corresponding position of the unit prism. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 유니트 프리즘은, 상기 지그 재그 타입 프리즘 바디로부터 연장 형성되는 프리즘 연장부가 구비되고, 상기 유니트 인쇄회로기판에는 기판 광원 관통구가 구비되고, 상기 기판 광원 관통구의 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼에는 버튼 표시부가 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 스위치 유니트.The unit prism includes a prism extension part extending from the jig-zag type prism body, the unit printed circuit board includes a substrate light source through hole, and the capacitive switch button is disposed at a corresponding position of the substrate light source through hole. Haptic switch unit characterized in that the button display unit is provided. 삭제delete 시스템 하우징과,System housing, 유니트 하우징; 상기 유니트 하우징의 내부에 배치되는 유니트 인쇄회로기판; 상기 유니트 하우징에 배치되는 햅틱 하우징과, 상기 햅틱 하우징에 대하여 축방향 회전 가능한 로터리 스위치부와, 상기 햅틱 하우징에 배치되어 상기 로터리 스위치부에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 인쇄회로기판을 구비하는 햅틱 액츄에이터; 및 상기 유니트 하우징에 배치되는 정전 용량 스위치 버튼과, 상기 정전 용량 스위치 버튼에 대응되는 위치로 상기 정전 용량 스위치 버튼과 이격되어 상기 유니트 인쇄회로기판 상에 배치되는 정전 용량 스위치 전극을 갖는 정전 용량 스위치부;를 구비하고, 상기 시스템 하우징에 배치되는 햅틱 스위치 유니트와, Unit housing; A unit printed circuit board disposed inside the unit housing; A haptic actuator including a haptic housing disposed in the unit housing, a rotary switch unit axially rotatable with respect to the haptic housing, and a haptic printed circuit board disposed in the haptic housing to transmit an electrical signal to the rotary switch unit; And a capacitive switch button disposed in the unit housing, and a capacitive switch electrode spaced apart from the capacitive switch button to a position corresponding to the capacitive switch button and disposed on the unit printed circuit board. And a haptic switch unit disposed in the system housing; 상기 시스템 하우징에 배치되어 상기 햅틱 스위치 유니트와 전기적 소통을 이루어 상기 햅틱 스위치 유니트의 작동 상태를 표시하는 시스템 디스플레이와,A system display disposed in the system housing and in electrical communication with the haptic switch unit to display an operating state of the haptic switch unit; 상기 햅틱 스위치 유니트 및 상기 시스템 디스플레이와 전기적 소통을 이루어 각각의 제어 신호를 출력하는 시스템 제어부를 구비하고, And a system control unit in electrical communication with the haptic switch unit and the system display to output respective control signals, 상기 햅틱 하우징은, 내부 바디 공간을 구비하는 햅틱 하우징 바디와, 상기 햅틱 하우징 바디의 일단에 배치되는 햅틱 하우징 베이스를 구비하고,The haptic housing includes a haptic housing body having an inner body space, and a haptic housing base disposed at one end of the haptic housing body. 상기 로터리 스위치부는, 상기 햅틱 하우징 베이스와 대응되도록 상기 햅틱 하우징 바디의 타단에 축방향 회전 가능하게 배치되는 로터리 노브와, 상기 햅틱 하우징 바디 내부에 배치되고 상기 로터리 노브와 맞물리어 함께 축방향 회전하는 로터리 플레이트와, 상기 로터리 플레이트와 상기 햅틱 하우징 베이스 사이에 축방향 회동이 제한되도록 배치되고 내부에 코어 코일이 배치되는 로터리 코어와, 상기 코어 코일에 입력되는 전기적 신호에 따라 상기 로터리 코어에 접촉하여 상기 로터리 코어와의 사이에 힘전달이 이루어지도록 축방향 이동 가능하게 배치되고 상기 로터리 플레이트와 맞물리어 함께 축방향 회전 가능한 로터리 흡인부를 구비하고, The rotary switch unit may include a rotary knob axially rotatably disposed at the other end of the haptic housing body to correspond to the haptic housing base, and a rotary knob disposed inside the haptic housing body and axially rotating together with the rotary knob. A rotary core disposed between the plate, the rotary plate, and the haptic housing base to be limited in axial rotation, and having a core coil disposed therein; A rotary suction part disposed to be axially movable so as to transmit force between the core and axially rotatable together with the rotary plate, 상기 햅틱 인쇄회로기판은, 상기 햅틱 하우징의 내부에 배치되어 상기 코어 코일에 전기적 신호를 전달하는 햅틱 스위치 시스템.The haptic printed circuit board is disposed in the haptic housing to deliver an electrical signal to the core coil haptic switch system.
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