KR101116372B1 - Horizontal vibration actuator using buckling effect amd hand held comprising thereof - Google Patents

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buckling
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horizontal vibration
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조영준
양태헌
권동수
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한국과학기술원
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Abstract

PURPOSE: A horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon and a mobile device including the same are provided to generate strong vibration by quickly moving the horizontal vibration actuator in a horizontal direction when a short pulse is applied. CONSTITUTION: A rail(400) is formed between a magnetic force generating member(100) and a mover(200). The rail guides the mover. One side of a buckling type elastic member(300) is combined in a peripheral direction of the mover. The other side of the buckling type elastic member is combined with the side of a housing(500). The buckling type elastic member converts magnetic force to kinetic energy for moving the mover.

Description

좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기{Horizontal vibration actuator using buckling effect amd hand held comprising thereof}Horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon and a mobile device having the same {Horizontal vibration actuator using buckling effect amd hand held comprising technique}

본 발명은 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수평방향 이동자와 좌굴 현상을 이용하여 종래의 진동모터에 비하여 강하고 응답속도가 빠른 저주파의 진동을 발생시킬 수 있는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기에 관한 것이다.The present invention relates to a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon and a mobile device having the same. More particularly, the present invention relates to a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon capable of generating a low frequency vibration that is stronger and faster in response to a conventional vibration motor by using a horizontal mover and a buckling phenomenon, and a mobile device having the same.

무선통신기술의 급격한 발달에 따라 휴대용 통신기기는 점점 소형화 및 경량화되고 있으며, 메모리 용량의 증가에 따라 최근 다중 화음, 화상통신,위성방송(DM B), MP3 및 게임과 같은 다양한 기능이 탑재된 휴대용 통신기기가 보편화되고 있는추세이다. 이러한 소형화 및 경량화 추세에 따라 휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 기구장치, IC칩 및 회로를 포함하는 부품들은 고집적화와 고기능화되면서 공간활용도를 높일 수 있도록 사이즈 및 형상의 진화가 필요하게 되었다. With the rapid development of wireless communication technology, portable communication devices are becoming smaller and lighter, and with the increase of memory capacity, portable communication devices equipped with various functions such as multiple chords, video communication, satellite broadcasting (DM B), MP3 and games have recently been developed. Telecommunication devices are becoming more common. As the size of the device becomes smaller and lighter, parts including device devices, IC chips, and circuits mounted inside portable communication devices need to be evolved in size and shape so as to increase space utilization while becoming highly integrated and highly functional.

따라서, 이러한 추세의 일환으로 휴대용 통신기기 내부에 장착되어 무음 진동으로 착신을 알리는 소형의 액츄에이터에 대한 많은 연구들이 이루어져 왔으며, 최근의 액츄에이터는 그 고유 기능인 착신 기능 이외에도 MP3, 게임 등과 연동되어 사용자에게 생동감 있는 진동정보를 제공하는 부가적인 기능까지 요구되고 있는 실정이다. Therefore, as a part of this trend, many researches have been conducted on small actuators mounted inside portable communication devices to notify incoming calls with silent vibration. In recent years, the actuators can be connected to MP3 and games as well as their own unique functions. There is a need for additional functions that provide vibration information.

도 1은 종래의 진동장치 구조를 나타낸 개략단면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 진동장치는 크게 고정자(Stator)와 진동자(Mover)로 구성된다. 여기서, 고정자는 하부케이스(20), 하부케이스(20)에 회로를 연결하기 위한 회로기판,회로기판 상면 중앙에 부착된 코일(30), 하부케이스(20) 외주면에 정합되어 일정높이로 중공부를 형성하는 커플링부재(70), 커플링부재(70) 상부 끝단에 정합된 하부케이스(20)에 대향되는 상부케이스(10)로 구성된다. 또한, 진동자는 고정자의 커플링부재(70)의 내벽 원둘레에 다수의 판 스프링(60)이 설치되어 중공부 상에 웨이트(50)가 탄력적으로 지지되도록 하며, 웨이트(50) 저면에 코일(30)과 대향되도록 마그네트(40)가 삽입되는 구성으로 이루어진다.1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a conventional vibrator. As shown in Fig. 1, the conventional vibrator is largely composed of a stator and a vibrator. Here, the stator is matched to the outer case of the lower case 20, the circuit board for connecting the circuit to the lower case 20, the coil 30 attached to the center of the upper surface of the circuit board, the lower case 20, the hollow portion at a certain height The coupling member 70 to be formed, the upper case 10 is opposed to the lower case 20 is matched to the upper end of the coupling member 70. In addition, the vibrator has a plurality of leaf springs (60) is installed on the inner wall circumference of the coupling member 70 of the stator to allow the weight (50) to be elastically supported on the hollow portion, the coil 30 on the bottom surface of the weight (50) It is made of a configuration that the magnet 40 is inserted so as to oppose.

이러한 종래의 진동장치는 별도의 전원 연결장치(80)를 이용해서 코일(30)에 전원을 인가하면, 코일(30)에 자장이 형성되어 마그네트(40)와의 사이에 반발력 또는 흡인력이 작용하게 된다. 이때, 상기 반발력과 흡인력을 이용하여 진동자를 상하 운동시키게 되고, 진동자는 판 스프링(60)에 의해 지지된 상태로 진동력을 발생하게 된다.In the conventional vibrator, when a power is applied to the coil 30 by using a separate power connector 80, a magnetic field is formed in the coil 30 so that a repulsive force or a suction force acts between the magnet 40. . At this time, the vibrator moves up and down using the repulsive force and the suction force, and the vibrator generates vibration force in a state supported by the leaf spring 60.

그러나, 종래의 진동장치는 핸드폰 등 모바일 기기가 고기능화 되고, 핸드폰의 주변 부품 수가 증가됨에 따라 설치면적이 점점 줄어들어 외경이 소형화될 수밖에 없는 상황에서, 외경이 소형화됨으로 인해 웨이트(50)의 외경의 축소와 더불어 중량이 감소되어 진동력이 저하되는 문제를 갖게 되었다.However, in the conventional vibrating device, mobile devices such as a mobile phone are highly functional, and as the number of peripheral parts of the mobile phone increases, the installation area gradually decreases and the outside diameter is inevitably reduced, so that the outer diameter of the weight 50 is reduced. In addition, the weight is reduced to have a problem that the vibration force is lowered.

한편, 이러한 문제점을 보완하기 위해 종래에는 웨이트(50)의 상하부로의 두께를 증가시켜 진동력을 키우고자하는 노력이 시도된 바 있다. 그러나, 이러한 시도는 웨이트(50)의 두께를 증가시켜 웨이트(50) 중량을 증가시킬 수는 있었으나, 마그네트(40)의 외경축소로 인해 자력이 감소되어진 상태로서 오히려 진동력이 더 나빠지는 결과를 초래하였다On the other hand, in order to compensate for this problem in the prior art has been attempted to increase the vibration force by increasing the thickness of the weight 50 to the upper and lower parts. However, this attempt was able to increase the weight 50 by increasing the thickness of the weight 50, but the magnetic force is reduced due to the reduction of the outer diameter of the magnet 40 results in a worse vibration force Brought about

따라서, 임의의 펄스에서도 강한 진동을 생성하기 위해 작동전 초기상태에는 불안정한 상태를 유지하고 있다가 짧은 펄스 인가시에도 수평방향으로 빠르게 움직임으로써 강한 진동을 생성할 수 있는 액츄에이터에 대한 필요성이 대두된다. Therefore, there is a need for an actuator capable of generating a strong vibration by maintaining an unstable state in the initial state before operation to generate a strong vibration in any pulse, but rapidly moving in the horizontal direction even when a short pulse is applied.

또한, 강한 진동을 생성하기 위한 별도의 웨이트를 이동자에 부착하지 않고도 이동자의 수평방향으로의 빠른 움직임에 따른 관성력에 의해 강한 진동을 생성할 수 있는 액츄에이터에 대한 필요성이 대두된다. In addition, there is a need for an actuator capable of generating a strong vibration by inertial force due to the fast movement of the mover in the horizontal direction without attaching a separate weight for generating a strong vibration.

그리고, 구성을 간소화하여 소형으로 제작할 수 있게 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있는 액츄에이터에 대한 필요성이 대두된다.In addition, the need for an actuator that can reduce manufacturing costs by simplifying the configuration can be made small.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 창출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은임의의 펄스에서도 강한 진동을 생성하기 위해 작동전 초기상태에는 불안정한 상태를 유지하고 있다가 짧은 펄스 인가시에도 수평방향으로 빠르게 움직임으로써 강한 진동을 생성할 수 있는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기를 제공하는 데 있다.The present invention has been created by the above needs, and the first object of the present invention is to maintain an unstable state in the initial state before operation to generate a strong vibration even in any pulse, but in the horizontal direction even when a short pulse is applied It is to provide a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon that can generate a strong vibration by moving quickly and a mobile device having the same.

또한, 제 2목적은 강한 진동을 생성하기 위한 별도의 웨이트를 이동자에 부착하지 않고도 이동자의 수평방향으로의 빠른 움직임에 따른 관성력에 의해 강한 진동을 생성할 수 있는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기를 제공하는 데 있다.In addition, the second object is a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon that can generate a strong vibration by the inertial force due to the rapid movement of the mover in the horizontal direction without attaching a separate weight for generating a strong vibration and the same It is to provide a mobile device provided.

그리고, 제 3목적은 구성을 간소화하여 소형으로 제작할 수 있게 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터 및 이를 구비하는 모바일 기기를 제공하는 데 있다.In addition, a third object is to provide a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon and a mobile device having the same that can be manufactured in a compact form by simplifying the configuration to reduce the manufacturing cost.

상기와 같은 본 발명의 목적은 하우징(500); 하우징(500)의 베이스부에 구비되어, 인가되는 전기신호에 대응하여 자기장을 형성하고 자기력을 발생시키는 자기력 발생수단(100); 자기력 발생수단(100)의 일면으로부터 소정의 간격으로 이격되어 구비되고, 발생된 자기력에 의해 이동하는 이동자(200); 자기력 발생수단(100)과 이동자(200) 사이에 구비되어, 이동자(200)가 수평방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 레일(400); 및 일단이 이동자(200)의 둘레방향에 결합되고 타단이 하우징(500)의 측면에 결합되어, 발생된 자기력을 이동자(200)를 이동시키는 운동에너지로 변환시키는 복수개의 좌굴형 탄성부재(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 제공함으로써 달성될 수 있다.The object of the present invention as described above is a housing 500; A magnetic force generating means (100) provided at the base of the housing (500) to form a magnetic field and generate a magnetic force in response to an electric signal applied thereto; A mover 200 spaced apart from one surface of the magnetic force generating means 100 at a predetermined interval and moved by the generated magnetic force; A rail 400 provided between the magnetic force generating means 100 and the mover 200 to guide the mover 200 in a horizontal direction; And a plurality of buckling-type elastic members 300, one end of which is coupled to the circumferential direction of the mover 200 and the other end of which is coupled to the side of the housing 500, thereby converting the generated magnetic force into kinetic energy for moving the mover 200. It can be achieved by providing a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that it comprises a.

또한, 자기력 발생수단(100)은 솔레노이드 코일인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the magnetic force generating means 100 may be characterized in that the solenoid coil.

또한, 이동자(200)는 영구자석 또는 솔레노이드인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the mover 200 may be characterized in that the permanent magnet or solenoid.

또한, 좌굴형 탄성부재(300)는 스테인레스스틸 계열의 스프링 또는 폴리머 계열의 탄성체인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the buckling elastic member 300 may be characterized in that the spring or polymer-based elastic body of stainless steel.

또한, 좌굴형 탄성부재(300)는 탄성빔 형태이고, 좌굴형 탄성부재(300)의 타단은 소정의 각도로 만곡되어 탄성복원력을 저장할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the buckling elastic member 300 may be in the form of an elastic beam, the other end of the buckling elastic member 300 may be curved at a predetermined angle may be characterized in that it can store the elastic restoring force.

또한, 레일(400)은 적어도 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the rail 400 may be at least one.

또한, 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가되기 전에는, 이동자(200)는 레일(400)의 양단 중 어느 한 방향으로 치우쳐 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, before the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100, the mover 200 may be characterized by being biased in either direction of both ends of the rail (400).

또한, 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가되기 전에는, 좌굴형 탄성부재(300)는 자기력 발생수단(100)에 인가된 전기신호에 의한 전기에너지를 이동자(200)의 운동에너지로 변환시키는 탄성복원력을 저장하고 있는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, before the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100, the buckling elastic member 300 converts the electric energy by the electric signal applied to the magnetic force generating means 100 into the kinetic energy of the mover 200. It may be characterized by storing the elastic restoring force.

또한, 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가된 후에는, 이동자(200)는 원래 위치로부터 레일(400)을 따라 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, after the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100, the mover 200 may be characterized in that it moves in the opposite direction along the rail 400 from the original position.

그리고, 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가된 후에는, 좌굴형 탄성부재(300)는 레일(400)을 따라 이동하는 이동자(200)에 탄성복원력을 작용하여 이동자(200)의 이동속도를 증가시키는 것을 특징으로 할 수 있다.Then, after the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100, the buckling elastic member 300 applies the elastic restoring force to the mover 200 moving along the rail 400, the moving speed of the mover 200 It may be characterized by increasing the.

한편, 본 발명의 목적은 상기의 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기를 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention can be achieved by providing a mobile device characterized in that it comprises a horizontal vibration actuator using the above buckling phenomenon.

한편, 본 발명의 목적은 다른 카테고리로서, 이동자(200)가 자기력 발생수단(100)의 일면과 평행하게 형성되어 있는 레일(400)의 일단에 위치하고, 이동자(200)에 결합된 좌굴형 탄성부재(300)가 변형되어 탄성복원력을 저장하고 있는 단계(S610); 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가되어 자기력이 발생하는 단계(S620); 발생된 자기력이 이동자(200)를 레일(400)을 따라 레일(400)의 타단으로 이동시키는 단계(S630); 좌굴형 탄성부재(300)가 이동하는 이동자(200)에 저장된 탄성복원력을 작용하여 전기신호에 의한 전기에너지를 이동자(200)의 이동속도를 증가시키는 운동에너지로 변환하는 단계(S640); 이동자(200)가 레일(400)의 타단에서 정지하는 단계(S650); 및 관성력에 의해 저주파의 진동이 발생하는 단계(S660);를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 이용한 진동 생성방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.On the other hand, an object of the present invention is another category, the buckling elastic member is coupled to the mover 200, the mover 200 is located at one end of the rail 400 is formed in parallel with one surface of the magnetic force generating means 100 Step 300 is deformed to store the elastic restoring force (S610); An electrical signal is applied to the magnetic force generating means 100 to generate a magnetic force (S620); The generated magnetic force to move the mover 200 along the rail 400 to the other end of the rail 400 (S630); Converting the electrical energy from the electric signal into kinetic energy to increase the moving speed of the mover 200 by applying the elastic restoring force stored in the mover 200 to which the buckling type elastic member 300 moves (S640); The mover 200 stops at the other end of the rail 400 (S650); And generating a low frequency vibration by inertial force (S660). The method may include achieving a vibration generation method using a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon.

그리고, 이동자(200)를 레일(400)의 타단으로 이동시키는 단계(S630)와 전기에너지를 운동에너지로 변환시키는 단계(S640)는 동시에 발생하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the step S630 of moving the mover 200 to the other end of the rail 400 and the step S640 of converting electrical energy into kinetic energy may be generated at the same time.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터는 작동전 초기상태에는 불안정한 상태를 유지하고 있다가 짧은 펄스 인가시에도 수평방향으로 빠르게 움직임으로써 강한 진동을 생성할 수 있는 효과가 있다.According to one embodiment of the present invention, the horizontal vibration actuator using the buckling phenomenon maintains an unstable state in the initial state before operation, and there is an effect of generating a strong vibration by moving quickly in the horizontal direction even when a short pulse is applied. .

또한, 강한 진동을 생성하기 위한 별도의 웨이트를 이동자에 부착하지 않고도 이동자의 수평방향으로의 빠른 움직임에 따른 관성력에 의해 강한 진동을 생성할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can generate a strong vibration by the inertial force due to the rapid movement of the mover in the horizontal direction without attaching a separate weight for generating a strong vibration to the mover.

그리고, 구성을 간소화하여 소형으로 제작할 수 있게 됨으로써 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the manufacturing cost by simplifying the configuration can be made small.

도 1은 종래의 진동장치 구조를 나타낸 개략단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 구성을 나타낸 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 초기상태를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 최종상태를 나타낸 평면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 이용한 진동 생성 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a conventional vibration device;
Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention,
3 is a plan view showing an initial state of the horizontal vibration actuator using the buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention,
4 is a plan view showing the final state of the horizontal vibration actuator using the buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention,
5 is a flowchart sequentially illustrating a vibration generation method using a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention.

<< 액츄에이터Actuator >>

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 구성을 나타낸 분해사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수평 진동 액츄에이터는 하우징(500), 자기력 발생수단(100), 이동자(200), 레일(400) 및 좌굴형 탄성부재(300)로 구성된다.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the horizontal vibration actuator is composed of a housing 500, a magnetic force generating means 100, a mover 200, a rail 400, and a buckling elastic member 300.

하우징(500)은 자기력 발생수단(100), 이동자(200), 레일(400), 좌굴형 탄성부재(300)를 내부에 수용하여 고정하는 역할을 하며, 철이나 플라스틱 계열의 물질로 제조될 수 있다. 또한, 하우징(500)의 형태는 수평 진동 액츄에이터가 사용되는 모바일 기기에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
The housing 500 accommodates and fixes the magnetic force generating means 100, the mover 200, the rail 400, and the buckling elastic member 300 therein, and may be made of an iron or plastic material. have. In addition, the shape of the housing 500 may be variously modified according to the mobile device in which the horizontal vibrating actuator is used.

자기력 발생수단(100)은 이동자(200)를 이동시킬 수 있는 자기력을 발생시키는 역할을 한다. 이때, 자기력 발생수단(100)으로 솔레노이드 코일이 사용될 수 있다. 솔레노이드 코일은 통상적으로 사용되는 구리와 같은 재질로 이루어질 수 있다. 자기력의 세기는 솔레노이드 코일의 감긴 횟수에 의해 조절될 수 있다. 또한, 암페어의 법칙에 따른 전기신호의 입력방향에 따라 코일의 N극과 S극이 변환될 수 있다. 즉, 솔레노이드 코일의 상부와 하부의 극성에 따라 이동자(200)에 인력 또는 척력을 작용함으로써 이동자(200)를 왕복운동시킬 수 있게 된다.
Magnetic force generating means 100 serves to generate a magnetic force capable of moving the mover 200. In this case, a solenoid coil may be used as the magnetic force generating means 100. The solenoid coil may be made of a material such as copper which is commonly used. The strength of the magnetic force can be adjusted by the number of turns of the solenoid coil. In addition, the N pole and the S pole of the coil may be converted according to the input direction of the electric signal according to the law of ampere. That is, it is possible to reciprocate the mover 200 by applying attraction or repulsive force to the mover 200 in accordance with the polarity of the upper and lower parts of the solenoid coil.

이동자(200)는 자기력 발생수단(100)의 상부에 구비되어 있으며, 영구자석이나 솔레노이드로 구성될 수 있다. 이동자(200)는 자기력 발생수단(100)에 의해 발생된 자기력에 의해 인력이나 척력을 받아 자기력 발생수단(100) 상부에서 선형 왕복 운동을 하게 된다. 한편, 이동자(200)가 레일(400)상에서 용이하게 왕복 운동을 할 수 있도록 이동자(200)의 하부에 바퀴수단을 구비할 수 있으며, 바퀴수단은 적어도 두개 이상인 것이 바람직하다.
The mover 200 is provided above the magnetic force generating means 100 and may be composed of a permanent magnet or a solenoid. The mover 200 receives linear attraction or repulsive force by the magnetic force generated by the magnetic force generating means 100 to perform a linear reciprocating motion on the magnetic force generating means 100. On the other hand, the mover 200 may be provided with a wheel means in the lower portion of the mover 200 to facilitate the reciprocating motion on the rail 400, the wheel means is preferably at least two.

레일(400)은 자기력 발생수단(100)과 이동자(200) 사이에 구비되어 있으며, 이동자(200)가 수평방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 역할을 한다. 여기서, 레일(400)은 적어도 하나일 수 있으나, 2개 이상인 것이 바람직하다. 한편, 레일(400)은 철이나 철을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다.
The rail 400 is provided between the magnetic force generating means 100 and the mover 200, and serves to guide the mover 200 to move in the horizontal direction. Here, the rail 400 may be at least one, but preferably two or more. On the other hand, the rail 400 may be made of iron or an alloy containing iron.

좌굴형 탄성부재(300)는 일단이 이동자(200)의 둘레방향에 결합되고 타단이 하우징(500)의 측면에 결합되어 있다. 좌굴형 탄성부재(300)는 발생된 자기력을 이동자(200)를 이동시키는 운동에너지로 변환시키는 역할을 하며, 적어도 하나 이상 구비될 수 있으나 이동자(200)에 가해지는 탄성복원력을 증가시키기 위해 복수개 구비되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 좌굴형 탄성부재(300)는 구리합금 스프링, 니켈합금 스프링, 스테인레스스틸(SUS) 계열의 스프링이 사용될 수 있으며, 폴리머 계열의 탄성체가 사용될 수도 있다. 여기서, 폴리머 계열의 탄성체로 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 열가소성탄성체(TPE)가 사용될 수 있다. 또한, 탄성부재는 실리콘과 같은 복원력을 가지는 탄성재질로 형성될 수도 있다.
The buckling elastic member 300 has one end coupled to the circumferential direction of the mover 200 and the other end coupled to the side surface of the housing 500. Buckling-type elastic member 300 serves to convert the generated magnetic force into the kinetic energy for moving the mover 200, may be provided with at least one, but provided with a plurality to increase the elastic restoring force applied to the mover 200 It is preferable that it is. Here, the buckling elastic member 300 may be a copper alloy spring, nickel alloy spring, stainless steel (SUS) -based spring, polymer-based elastic body may be used. Here, thermoplastic elastomers (TPE) such as polyurethane, polyester, and polyamide may be used as the polymer-based elastomer. In addition, the elastic member may be formed of an elastic material having a restoring force such as silicon.

좌굴형 탄성부재(300)는 탄성빔 형태이고 탄성빔의 타단은 소정의 각도로 만곡되어 탄성복원력을 저장할 수 있다. 여기서, 좌굴형 탄성부재(300)의 일단은 이동자(200)에 결합되고 타단은 하우징(500)에 결합될 수 있다.
The buckling elastic member 300 is in the form of an elastic beam and the other end of the elastic beam may be curved at a predetermined angle to store the elastic restoring force. Here, one end of the buckling elastic member 300 may be coupled to the mover 200 and the other end may be coupled to the housing 500.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 초기상태를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터의 최종상태를 나타낸 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 자기력 발생수단(100)에 상기 전기신호가 인가되기 전에는, 이동자(200)는 레일(400)의 양단 중 어느 한 방향으로 치우쳐 있으면서 탄성복원력을 저장하고 있게 된다. 이렇게 저장된 탄성복원력은 이동자(200)의 이동시에 이동속도를 증가시키는 역할을 하게 된다. 한편, 자기력 발생수단(100)에 형성된 자극 방향에 따라 이동자(200)의 위치가 바뀜으로써 이동자(200)에 결합되어 있는 탄성빔의 구부러지는 방향도 변할 수 있다.
3 is a plan view showing an initial state of the horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a plan view showing a final state of the horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention to be. As shown in FIG. 3, before the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100, the mover 200 stores the elastic restoring force while being biased in either direction of both ends of the rail 400. The elastic restoring force thus stored serves to increase the moving speed when the mover 200 moves. Meanwhile, the bending direction of the elastic beam coupled to the mover 200 may also be changed by changing the position of the mover 200 according to the magnetic pole generating means 100.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 자기력 발생수단(100)에 반대방향의 전기신호가 인가되면 이동자(200)는 초기의 위치에서 레일(400)을 따라 반대방향으로 수평이동을 하게 된다. 이때 좌굴형 탄성부재(300)가 전기에너지를 운동에너지로 변환하여 이동자(200)의 이동속도를 증가시키게 된다. 이동자(200)가 도 4의 위치로 이동한 후 정지하면서 발생한 관성력이 수평방향의 진동을 발생시키게 된다.
On the other hand, as shown in Figure 4, when the electric signal in the opposite direction is applied to the magnetic force generating means 100, the mover 200 is moved horizontally in the opposite direction along the rail 400 in the initial position. At this time, the buckling elastic member 300 converts electrical energy into kinetic energy to increase the moving speed of the mover 200. The inertial force generated while the mover 200 stops after moving to the position of FIG. 4 generates vibration in the horizontal direction.

한편, 본 발명의 액츄에이터는 자기력 발생수단(100)에 전기신호를 공급하는 전원공급부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 전원공급부는 자기력 발생수단(100)에 1초 동안에 수십번 내지 수백번 단속되면서 반대방향의 전기신호를 인가하여 자기력 발생수단(100)과 이동자(200) 사이에 인력 또는 척력이 작용하게 하는 역할을 한다. 이때, 이동자(200)는 1초 동안에 수십번 내지 수백번 수평방향으로 선형 왕복 운동을 하게 된다.
On the other hand, the actuator of the present invention may further include a power supply (not shown) for supplying an electrical signal to the magnetic force generating means (100). The power supply unit controls the magnetic force generating means 100 by applying force or repulsive force between the magnetic force generating means 100 and the mover 200 by applying an electric signal in the opposite direction while intermittent tens or hundreds of times during one second. do. At this time, the mover 200 is linear reciprocating motion in the horizontal direction dozens to hundreds of times in one second.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention having the above configuration as follows.

초기에는 자기력 발생수단(100)에 인가된 전기신호에 의해 자기력 발생수단(100)과 이동자(200) 사이에 인력 또는 척력이 작용함으로써 이동자(200)가 레일(400)의 양단 중 어느 한쪽 끝에 위치함으로써 탄성빔이 변형되어 불안정한 상태를 유지하면서 탄성복원력을 저장하고 있게 된다. 이후, 자기력 발생수단(100)에 초기에 인가된 전기신호와는 반대 방향의 전기신호가 인가되면 자기력 발생수단(100)과 이동자(200) 사이에 초기와는 반대방향의 힘이 작용하게 되어 이동자(200)는 원래 위치와는 반대 위치로 레일(400)을 따라 수평 이동하게 된다. 이 때, 탄성빔에 저장되어 있던 탄성복원력이 이동자(200)의 이동속도를 증가시키는 운동에너지로 변환된다. 이동자(200)가 레일(400)을 따라 초기 위치와는 반대되는 위치에 다다르면 이동자(200)는 정지하게 된다. 이때, 이동자(200)가 정지하면서 관성력에 의한 수형방향의 진동이 발생하게 된다.
Initially, the attraction force or repulsive force acts between the magnetic force generating means 100 and the mover 200 by an electric signal applied to the magnetic force generating means 100 so that the mover 200 is positioned at either end of the rail 400. As a result, the elastic beam is deformed to maintain the elastic restoring force while maintaining an unstable state. Subsequently, when an electric signal in a direction opposite to an electric signal initially applied to the magnetic force generating means 100 is applied, a force in a direction opposite to the initial direction is applied between the magnetic force generating means 100 and the mover 200. 200 is moved horizontally along the rail 400 in a position opposite to the original position. At this time, the elastic restoring force stored in the elastic beam is converted into kinetic energy that increases the moving speed of the mover 200. When the mover 200 reaches a position opposite to the initial position along the rail 400, the mover 200 stops. At this time, while the mover 200 is stopped, vibration in the vertical direction due to inertial force is generated.

<모바일 기기><Mobile device>

모바일 기기에는 MP3 플레이어, 휴대전화, 넷북, PSP, PMP, PDA등 다양한 종류가 있다. 최근 들어 모바일 기기에 햅틱 피드백을 이용하여 직관적이고 사실적인 정보 전달로 장치와 사용자 간의 상호작용을 돕고 있고 이에 관한 연구가 활발하게 진행중이다. 이러한, 모바일 기기에는 햅틱 피드백을 제공하게 위해 진동을 발생시키는 액츄에이터를 구비하여 구성되고 있다. 모바일 기기들은 일반적으로 메인보드, 디스플레이부, 메모리부, 사운드 장치, 통신부, 진동발생부 등 각 모바일 기기마다 다양한 구성요소들로 이루어진다. 본 발명의 좌굴현상을 이용한 액츄에이터를 구비한 모바일 기기들은 낮은 전력을 소비하면서도 강한 진동을 생성하여 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있는 효과를 가지게 된다. 한편, 본 발명인 액츄에이터는 리모컨등에 사용되어 햅틱 피드백을 제공할 수도 있다. 리모컨은 TV, 오디오 등 다양한 전자제품을 원격으로 제어하기 위한 전자 제품으로, 가정뿐만 아니라 공장 등에서도 다양하게 사용되고 있으며 그 활용범위가 더욱 더 넓어지고 있다. 따라서, 리모컨에 액츄에이터를 적용함으로써 키패드의 눌림에 의한 신호 전송시 진동을 발생하게 함으로써 기기의 작동여부를 파악할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 이하, 본 발명인 좌굴현상을 이용한 액츄에이터를 구비한 모바일 기기에 있어서, 액츄에이터에 대해서는 액츄에이터에 대한 상세한 설명부분에서 이미 설명하였으며, 모바일 기기들의 다른 구성요소들에 대해서는 이미 공지된 구성요소들이 사용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
There are various kinds of mobile devices such as MP3 players, mobile phones, netbooks, PSPs, PMPs, PDAs, etc. Recently, haptic feedback has been used for mobile devices to help users interact with devices through intuitive and realistic information, and research on this is being actively conducted. Such mobile devices are configured with actuators that generate vibrations to provide haptic feedback. Mobile devices are generally mobile devices such as main board, display unit, memory unit, sound device, communication unit, vibration generator, etc. Each device consists of various components. Mobile devices having actuators using the buckling phenomenon of the present invention have the effect of providing a haptic feedback to the user by generating a strong vibration while consuming low power. Meanwhile, the actuator of the present invention may be used in a remote controller or the like to provide haptic feedback. The remote control is an electronic product for remotely controlling various electronic products such as TV and audio, and is widely used in homes as well as factories, and its use range is getting wider. Therefore, by applying the actuator to the remote control it can have an effect that can determine whether the operation of the device by generating a vibration when transmitting a signal by pressing the keypad. Hereinafter, in the mobile device having an actuator using the buckling phenomenon of the present invention, the actuator has already been described in the detailed description of the actuator, and other components of the mobile device may already be known, and thus, Detailed description thereof will be omitted.

<진동 생성 방법><How to generate vibration>

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 이용한 진동 생성 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다. 이하, 도 5를 참조하여 진동 생성 방법을 상세히 설명하되, 액츄에이터에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 이를 생략한다. 5 is a flowchart sequentially illustrating a vibration generation method using a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the vibration generating method will be described in detail with reference to FIG. 5, and the descriptions overlapping with those described in the actuator will be omitted.

우선, 이동자(200)에 결합된 좌굴형 탄성부재(300)가 변형되어 탄성복원력을 저장한다(S610).First, the buckling elastic member 300 coupled to the mover 200 is deformed to store the elastic restoring force (S610).

다음으로, 자기력 발생수단(100)에 전기신호가 인가되어 자기력이 발생한다(S620).Next, an electrical signal is applied to the magnetic force generating means 100 generates a magnetic force (S620).

다음으로, 발생된 자기력이 이동자(200)를 레일(400)을 따라 레일(400)의 타단으로 이동시킨다(S630).Next, the generated magnetic force moves the mover 200 along the rail 400 to the other end of the rail 400 (S630).

다음으로, 좌굴형 탄성부재(300)가 이동하는 이동자(200)에 저장된 탄성복원력을 작용하여 이동자(200)의 이동속도를 증가시킨다(S640).Next, the buckling-type elastic member 300 is applied to the elastic restoring force stored in the mover 200 to increase the moving speed of the mover 200 (S640).

다음으로, 이동자(200)가 레일(400)의 타단에서 정지한다(S650).Next, the mover 200 stops at the other end of the rail 400 (S650).

마지막으로, 관성력에 의해 저주파의 진동이 발생한다(S660).Finally, low frequency vibration is generated by the inertial force (S660).

한편, 이동자(200)를 레일(400)의 타단으로 이동시키는 단계(S630)와 이동자(200)의 이동속도를 증가시키는 단계(S640)는 동시에 발생하는 것을 특징으로 할 수 있다.
Meanwhile, the step S630 of moving the mover 200 to the other end of the rail 400 and the step S640 of increasing the moving speed of the mover 200 may occur at the same time.

이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it is intended to exemplarily describe the best embodiment of the present invention, but not to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 자기력 발생수단
200 : 이동자
300 : 좌굴형 탄성부재
400 : 레일
500 : 하우징100: magnetic force generating means
200: mover
300: buckling elastic member
400: rail
500 housing

Claims (13)

하우징(500);
상기 하우징(500)의 베이스부에 구비되어, 인가되는 전기신호에 대응하여 자기장을 형성하고 자기력을 발생시키는 자기력 발생수단(100);
상기 자기력 발생수단(100)의 일면으로부터 소정의 간격으로 이격되어 구비되고,상기 발생된 자기력에 의해 이동하는 이동자(200);
상기 자기력 발생수단(100)과 상기 이동자(200) 사이에 구비되어, 상기 이동자(200)가 수평방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 레일(400); 및
일단이 상기 이동자(200)의 둘레방향에 결합되고 타단이 상기 하우징(500)의 측면에 결합되어, 상기 발생된 자기력을 상기 이동자(200)를 이동시키는 운동에너지로 변환시키는 복수개의 좌굴형 탄성부재(300);을 포함하며,
상기 자기력 발생수단(100)에 상기 전기신호가 인가되기 전에는,
상기 이동자(200)는 상기 레일(400)의 양단 중 어느 한 방향으로 치우쳐 있는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
A housing 500;
A magnetic force generating means (100) provided in the base of the housing (500) to form a magnetic field in response to an applied electric signal and to generate a magnetic force;
A mover 200 spaced apart from one surface of the magnetic force generating means 100 by a predetermined interval and moving by the generated magnetic force;
A rail 400 provided between the magnetic force generating means 100 and the mover 200 to guide the mover 200 in a horizontal direction; And
One end is coupled to the circumferential direction of the mover 200 and the other end is coupled to the side of the housing 500, a plurality of buckling-type elastic member for converting the generated magnetic force into kinetic energy for moving the mover 200 300;
Before the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100,
The mover 200 is a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that the bias in either direction of either end of the rail (400).
청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 2 has been abandoned due to the setting registration fee. 제 1항에 있어서,
상기 자기력 발생수단(100)은 솔레노이드 코일인 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
The magnetic force generating means 100 is a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that the solenoid coil.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 이동자(200)는 영구자석 또는 솔레노이드인 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
The mover 200 is a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that the permanent magnet or solenoid.
제 1항에 있어서,
상기 좌굴형 탄성부재(300)는 스테인레스스틸 계열의 스프링 또는 폴리머 계열의 탄성체인 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
The buckling type elastic member 300 is a horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that the spring or polymer-based elastomer of stainless steel series.
제 4항에 있어서,
상기 좌굴형 탄성부재(300)는 탄성빔 형태이고,
상기 좌굴형 탄성부재(300)의 상기 타단은 소정의 각도로 만곡되어 탄성복원력을 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 4, wherein
The buckling elastic member 300 is in the form of an elastic beam,
The other end of the buckling elastic member 300 is bent at a predetermined angle to the horizontal vibration actuator using a buckling phenomenon, characterized in that to store the elastic restoring force.
청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 레일(400)은 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
Horizontal rail actuator using the buckling phenomenon, characterized in that the rail 400 is at least one.
삭제delete 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 제 1항에 있어서,
상기 자기력 발생수단(100)에 상기 전기신호가 인가되기 전에는,
상기 좌굴형 탄성부재(300)는 상기 자기력 발생수단(100)에 인가된 상기 전기신호에 의한 전기에너지를 상기 이동자(200)의 운동에너지로 변환시키는 탄성복원력을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
Before the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100,
The buckling elastic member 300 is a buckling phenomenon characterized in that for storing the elastic restoring force for converting the electrical energy by the electrical signal applied to the magnetic force generating means 100 into the kinetic energy of the mover 200 Horizontal Vibration Actuator.
제 1항에 있어서,
상기 자기력 발생수단(100)에 상기 전기신호가 인가된 후에는,
상기 이동자(200)는 원래 위치로부터 상기 레일(400)을 따라 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 1,
After the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100,
The mover 200 is a horizontal vibration actuator using the buckling phenomenon, characterized in that moving in the opposite direction along the rail 400 from the original position.
제 9항에 있어서,
상기 자기력 발생수단(100)에 상기 전기신호가 인가된 후에는,
상기 좌굴형 탄성부재(300)는 상기 레일(400)을 따라 이동하는 상기 이동자(200)에 탄성복원력을 작용하여 상기 이동자(200)의 이동속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터.
The method of claim 9,
After the electric signal is applied to the magnetic force generating means 100,
The buckling elastic member 300 is a horizontal vibration using the buckling phenomenon, characterized in that to increase the moving speed of the mover 200 by applying an elastic restoring force to the mover 200 moving along the rail 400 Actuator.
제 1항 내지 제 6항 및 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 좌굴 현상을 이용한 수평 진동 액츄에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 기기.A mobile device comprising a horizontal vibration actuator using the buckling phenomenon according to any one of claims 1 to 6 and 8 to 10. 삭제delete 삭제delete
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