KR101250288B1 - Haptic actuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 햅틱 엑추에이터(haptic actuator)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 휴대단말기 등의 진동 발생을 필요로 하는 전자기기에 내장되어 코일과 자석의 상호작용에 의해 진동을 발생시키는 햅틱 엑추에이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a haptic actuator, and more particularly, to a haptic actuator that is embedded in an electronic device that requires vibration, such as a portable terminal, to generate vibration by interaction between a coil and a magnet.
일반적으로 통신기기에서 착신을 하기 위해 많이 사용되는 것이 벨소리와 진동이다.In general, ringtones and vibrations are widely used for incoming calls in communication devices.
진동을 위해서는 소형의 진동 발생장치를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기전체가 진동할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.In order to vibrate, it is common to drive a small vibration generating device so that the driving force is transmitted to the case of the device so that the whole device can vibrate.
현재 휴대폰과 같은 통신기기에 적용되고 있는 착신수단 중 하나인 진동 발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로써, 휴대폰에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다.The vibration generating device, which is one of the receiving means that is applied to communication devices such as mobile phones, is a component that converts electrical energy into mechanical vibration by using the principle of electromagnetic force. .
이러한 진동 발생장치는 휴대폰의 착신을 알리는 등의 목적으로 널리 사용되고 있으며, 근래에 들어서는 게임장치에도 장착되어 사용자에게 게임의 진행상태를 알리거나 터치폰 등에 장착되어 사용자로 하여금 키가 터치되었음을 느끼도록 하기 위한 목적으로 그 사용이 늘고 있다.Such a vibration generating device is widely used for the purpose of informing the reception of a mobile phone, etc. In recent years, it is also installed in a game device to inform the user of the progress of the game or mounted on a touch phone, etc. so that the user feels that the key has been touched. Its use is increasing for purposes.
휴대폰시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되는 상황에서 진동 발생장치 또한 기존제품의 단점을 개선하고, 품질을 획기적으로 개선시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.With the rapid expansion of the mobile phone market and the addition of various functions to mobile phones, vibration generators also improve the shortcomings of the existing products and dramatically improve the quality in the situation where miniaturization and high quality of mobile phone parts are required. There is a need for a new product development with a new structure.
휴대단말기에 장착되는 종래의 진동 발생장치는 기본적으로 1차 진동계를 이용한 것으로 중량체를 코일형 스프링과 같은 탄성체에 부착시키고, 중량체를 진동시키기 위한 코일을 구비하고 있다.Conventional vibration generating apparatus mounted on a portable terminal basically uses a primary vibrometer and attaches a weight to an elastic body such as a coil spring, and has a coil for vibrating the weight.
상기 코일에 전류를 인가하면 상기 중량체와 탄성체의 탄성 계수에 의해 미리 정해진 주파수 응답 특성에 따라 상기 중량체가 진동한다When a current is applied to the coil, the weight vibrates according to a frequency response characteristic predetermined by the elastic modulus of the weight body and the elastic body.
최근 출시되는 휴대단말기는 상술한 바와 같이, 사용자의 터치입력에 반응하여 음성 또는 진동을 출력함으로써, 사용자에게 입력에 대응하는 피드백을 제공하는 기능을 구비하고 있다.Recently described portable terminals have a function of providing feedback corresponding to the input to the user by outputting voice or vibration in response to the user's touch input as described above.
특히, 햅틱 기술이 적용된 휴대단말기의 경우에는 사용자의 여러 가지 입력에 반응하여 다양한 촉각 피드백을 제공하기 위해 다양한 형태의 진동을 발생하는 진동 발생장치의 연구가 한창 진행되고 있다.In particular, in the case of a portable terminal to which haptic technology is applied, research on a vibration generating device that generates various types of vibrations in order to provide various tactile feedback in response to various inputs of a user is in progress.
이의 예로서, 후술되어 있는 한국등록특허 제10-0923867호와 한국등록특허 제10-0933179호가 언급될 수 있다. 이들 특허문헌에 개시되어 있는 리니어 진동 모터에는 진동판에 요크, 영구자석 및/또는 중량체 등이 결합되어 있다. 진동판은 리니어 진동 모터의 하부에 결합되어 있다.As an example thereof, Korean Patent No. 10-0923867 and Korean Patent No. 10-0933179 which will be described later may be mentioned. In the linear vibration motor disclosed in these patent documents, a yoke, a permanent magnet and / or a weight body or the like is coupled to a diaphragm. The diaphragm is coupled to the bottom of the linear vibration motor.
그러나, 이들 특허문헌에 개시되어 있는 리니어 진동 모터의 경우에는 진동판에 결합되어 있는 요크, 영구자석 및/또는 중량체 등의 자중에 의해 진동판의 처짐 현상이 발생하여, 장시간 사용시 진동판이 아랫방향으로 휘어져 소성 변형되는 단점이 존재한다. However, in the case of the linear vibration motor disclosed in these patent documents, deflection of the diaphragm occurs due to the weight of the yoke, the permanent magnet and / or the weight body, etc., which are coupled to the diaphragm, and the diaphragm is bent downward when used for a long time. There is a disadvantage of plastic deformation.
또한, 종래의 진동 발생장치는 고정된 코일에 대해 중량체에 포함된 영구자석이 코일의 안쪽과 바깥쪽 모두에서 움직이는 구조로 되어 있어, 코일과 영구 자석의 충돌 가능성 높아 잡음 발생 및 코일의 단선 등의 문제가 생길 수 있다.In addition, the conventional vibration generating device has a structure in which the permanent magnet contained in the weight body with respect to the fixed coil is moved in both the inside and the outside of the coil, high probability of collision between the coil and the permanent magnet, generating noise and disconnection of the coil. May cause problems.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일차적인 목적은 진동량을 증가시키고 영구자석, 중량체 및/또는 요크 등의 자중에 의해 진동판이 중력 방향으로 처지는 현상이 방지되는 구조의 햅틱 엑추에이터를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the primary object of the present invention is to increase the amount of vibration and to prevent the phenomenon of the diaphragm sag in the direction of gravity due to the magnetic weight of the permanent magnet, weight and / or yoke, etc. It is to provide a haptic actuator of the structure.
본 발명의 다른 목적은 구성 요소간의 충돌 및 그 충돌에 의한 원하지 않는 음향 발생이 방지되는 구조의 햅틱 엑추에이터를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a haptic actuator having a structure in which collision between components and unwanted sound generation by the collision are prevented.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,In order to achieve the above and other objects,
고정부와 진동부를 포함하여 이루어지며,It consists of a fixed part and a vibration part,
상기 고정부는,The fixing unit includes:
베이스부재와;A base member;
상기 베이스부재를 덮는 커버부재와;A cover member covering the base member;
상기 베이스부재의 중심부에 형성되어 있는 코어와;A core formed at the center of the base member;
상하 방향으로 분극되어 있고, 상기 코어의 상하 방향으로 배치되어 있는 고정부측 영구자석과;A fixed part side permanent magnet which is polarized in an up and down direction and arranged in an up and down direction of the core;
상기 코어의 주위를 에워싸고 있으며 인가된 전류에 의해 자계를 발생하는 코일과;A coil surrounding the core and generating a magnetic field by an applied current;
상기 베이스부재에 결합되고, 상기 코일에 전류를 인가하는 회로기판(PCB)을 포함하여 이루어지고,Is coupled to the base member, and comprises a circuit board (PCB) for applying a current to the coil,
상기 진동부는, 상기 코어의 상부에 배치되어 상하 방향으로 운동하며, 외주연이 상기 베이스부재 또는 커버부재에 결합된 진동판과, 상기 진동판에 결합되는 구동부를 포함하여 이루어지되,The vibration unit is disposed on the upper portion of the core and moves in the vertical direction, the outer periphery is made of a vibration plate coupled to the base member or the cover member and a drive unit coupled to the vibration plate,
상기 구동부는 진동부측 영구자석을 포함하여 이루어지며, 상기 고정부측 영구자석의 상부에서 상기 진동부측 영구자석에 의해 상기 구동부에 형성된 자극(磁極)은, 마주보는 상기 고정부측 영구자석의 자극과 동일하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터를 제공한다.The driving unit includes a vibrating part side permanent magnet, and a magnetic pole formed on the driving part by the vibrating part side permanent magnet at the upper part of the fixed part side permanent magnet is provided with a magnetic pole of the facing part permanent magnet. It provides a haptic actuator characterized in that the same configuration.
본 발명에 있어, 상기 구동부는, 상기 고정부측 영구자석의 상부에서 상기 고정부측 영구자석과 마주하는 자극이 동일하도록 배치되어 있는 진동부측 영구자석과; 상기 진동부측 영구자석을 상기 진동판에 결합시키는 요크와, 상기 요크의 주변으로 고정 결합되는 중량체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 구동부는 상기 고정부측 영구자석의 상부에 배치되어 있는 요크와; 상기 요크를 경유하여 상기 고정부측 영구자석과 마주하는 자극이 동일하도록 상기 요크의 주변으로 고정 결합되어 있는 진동부측 영구자석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the drive unit, the vibration part side permanent magnet which is arranged so that the magnetic pole facing the fixing part side permanent magnet at the upper portion of the fixed part side permanent magnet; And a yoke for coupling the vibrating part side permanent magnet to the diaphragm, and a weight body fixedly coupled to the periphery of the yoke. Alternatively, the drive unit and the yoke is disposed on the upper portion of the permanent magnet side; It characterized in that it comprises a vibration part side permanent magnet which is fixedly coupled to the periphery of the yoke so that the magnetic pole facing the fixed part side permanent magnet via the yoke.
본 발명에 있어, 상기 고정부측 영구자석과 상기 진동부측 영구자석 사이에, 또는 상기 고정부측 영구자석과 상기 요크 사이에, 또는 상기 진동판과 요크 사이에, 또는 상기 중량체와 상기 베이스부재 사이에 완충부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, between the fixed part side permanent magnet and the vibration part side permanent magnet, or between the fixed part side permanent magnet and the yoke, or between the diaphragm and the yoke, or between the weight member and the base member. Characterized in that the buffer member is provided.
본 발명에 있어, 상기 진동판은, 상기 구동부와 연동하여 진동하도록 상기 요크의 상부에 배치되어 상기 커버부재에 결합되거나, 상기 구동부의 하부와 상기 베이스부재 사이에 결합되어 지지되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the diaphragm is disposed on an upper portion of the yoke to vibrate in cooperation with the driving unit, is coupled to the cover member, or is coupled to and supported between the lower portion of the driving unit and the base member.
본 발명에 있어, 상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부를 가압함으로써 볼록하게 형상화된 내부가 비어있는 형태이고, 그 내부에 고정부측 영구자석이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the core is convexly shaped by pressing the central portion of the base member is hollow, characterized in that the fixing part side permanent magnet is inserted and fixed therein.
또는, 상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부에 배치되고, 상기 코어의 상부에 고정부측 영구자석이 배치되는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the core is disposed in the center of the base member, it characterized in that the fixed magnet side permanent magnet is disposed on the upper portion of the core.
본 발명에 의하면, 고정부측 영구자석과 진동부측 영구자석이 서로 척력 관계에 놓이게 배치되어 있어 진동부측 영구자석과 연동하여 동작하는 진동판이 상향 지지되게 함으로써 영구자석, 중량체 및/또는 요크 등의 자중에 의한 진동판의 처짐 현상이 방지된다.According to the present invention, the permanent magnet on the stationary side and the permanent magnet on the vibrating side are arranged in a repulsive relationship with each other so that the diaphragm operating in conjunction with the permanent magnet on the vibrating side is supported upward. The deflection of the diaphragm due to its own weight is prevented.
또한, 본 발명에 의하면, 상기 고정부측 영구자석과 상기 진동부측 영구자석 사이에, 또는 상기 고정부측 영구자석과 상기 요크 사이에, 또는 상기 진동판과 요크 사이에, 또는 상기 중량체와 베이스부재 사이에 완충부재가 구비되어 있어 상호간의 충돌이 방지되므로 충돌에 의한 내구성 저하 및/또는 충돌에 의한 원하지 않는 음향(또는 소리)의 발생이 방지된다.Further, according to the present invention, between the fixed part side permanent magnet and the vibration part side permanent magnet, or between the fixed part side permanent magnet and the yoke, or between the diaphragm and the yoke, or between the weight body and the base member The shock absorbing member is provided to prevent collision between each other, thereby preventing durability degradation due to the collision and / or generation of unwanted sound (or sound) due to the collision.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 햅틱 엑추에이터의 내부 구조를 개략적으로 보인 내부 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 햅틱 엑추에이터의 내부 구조를 개략적으로 보인 내부 구조도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 햅틱 엑추에이터의 내부 구조를 개략적으로 보인 내부 구조도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 햅틱 엑추에이터의 내부 구조를 개략적으로 보인 내부 구조도이다.1 is an internal structural view schematically showing the internal structure of a haptic actuator according to a first embodiment of the present invention.
2 is an internal structural view schematically showing the internal structure of the haptic actuator according to a second embodiment of the present invention.
3 is an internal structural view schematically showing the internal structure of the haptic actuator according to a third embodiment of the present invention.
4 is an internal structural view schematically showing the internal structure of the haptic actuator according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 '구동부'는 영구자석을 기본적으로 포함하며, 경우에 따라 요크 및/또는 중량체를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이하에 설명되어 있는 진동부측 영구자석과 요크 및/또는 중량체는 그 자체로서 구동부 또는 구동부에 포함되는 구성요소로 이해되어야 할 것이다. 또한, 이하에서는 동일하거나 동등한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호로 통일하여 사용하였다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the following illustrative drawings. In describing the present invention, a description of known functions or configurations will be omitted for the sake of clarity of the present invention. Further, as used herein, the 'drive part' basically includes a permanent magnet, and it should be understood to include a yoke and / or a weight in some cases. Accordingly, the vibrating part side permanent magnet and the yoke and / or the weight described below will be understood as a driving part or a component included in the driving part by itself. In addition, below, the same or equivalent component was used unified by the same reference numeral.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 햅틱 엑추에이터의 개략적인 내부 구조가 도시되어 있다.1 shows a schematic internal structure of a haptic actuator according to preferred embodiment 1 of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 햅틱 엑추에이터는 베이스부재(10), 코어(30), 영구자석(40), 회로기판(PCB), 상기 회로기판(PCB)으로부터 전기적 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35) 및 상기 베이스부재(10)를 상방향으로 커버링하는 커버부재(20)로 구성된 고정부와; 영구자석(50), 요크(60), 중량체(80) 및 진동판(70)으로 구성된 진동부를 포함한다.Referring to FIG. 1, the haptic actuator according to the first embodiment of the present invention includes a
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.The
베이스부재(10)의 상면에는 전류를 인가하기 위한 회로기판(PCB)이 장착되고, 베이스부재(10)의 중앙에는 코어(30)가 형성된다. 본 실시예에서는, 코어(30)와 베이스부재(10)가 일체로 형성되며, 코어(30)의 내측에 영구자석(40)이 구비된다.A circuit board (PCB) for applying current is mounted on the upper surface of the
베이스부재(10)와 코어(30)가 일체형으로 형성되는 본 실시예의 경우에는, 베이스부재(10)의 중앙 부분을 가압하여 도시된 바와 같이 오목하게(도면상 상방향으로 볼록하게) 형상 변형을 일으킨 후, 그 형상 변형된 공간에 영구자석(40)이 삽입된다. 본 실시예에서는 코어(30)와 베이스부재(10)가 일체로 형성되어 있지만, 코어(30)가 별도로 제작되어 베이스부재(10)의 상면 중앙에 배치되는 구조도 고려될 수 있다. 이러한 형태도 본 발명의 범위에 속한다. 이에 대해서는 다른 실시예에 의거하여 후술된다.In the present embodiment in which the
상기 코어(30)의 둘레에는 상기 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.The
상기 영구자석(40)과 대응되는 코어(30)의 상부에도 영구자석(50)이 배치된다. 이하에서는 설명의 편의상 코어(30)의 내측에 구비되는 영구자석(40)을 고정부측 영구자석(40)이라 하고, 고정부측 영구자석(40)과 대응되는 코어(30)의 상부에 구비되는 영구자석을 진동부측 영구자석(50)이라 한다. 진동부측 영구자석(50)이 배치되는 위치에 대해서는 설명의 편의상 후술된다.The
다시 도 1을 참조하면, 고정부측 영구자석(40)의 상부에는 진동판(70)이 구비된다. 이러한 진동판(70)은 커버부재(20)의 내측면 또는 내주면을 따라 양측 또는 테두리가 고정 지지되는 방식으로 커버부재(20)의 내측에 결합되어 지지되거나 내측으로 절곡 형성된 커버부재(20)의 테두리 내주면을 따라 결합되어 지지될 수 있다. 이러한 진동판(70)은 원형으로 형상화된다. 그러나, 본 명세서를 숙지한 당업자라면 커버부재의 내측면에 고정되는 형태라면 원형 이외의 다른 모양의 진동판도 고려할 수 있을 것이다. 이러한 진동판(70) 자체는 당해기술분야에 널리 공지되어 있으며, 보편적으로는 판 스프링이 사용된다. 본 실시예에서는 진동판(70)으로 판 스프링이 사용된다.Referring back to FIG. 1, the
고정부측 영구자석(40)과 진동판(70)의 사이에는 요크(60)가 구비된다. 본 실시예에서 사용되는 요크(60)는 자성체이거나 비자성체일 수 있다. 고정부측 영구자석(40)에 대응되는 요크(60)의 중앙 하부에는 진동부측 영구자석(50)이 구비되고, 그 주변으로는 요크(60)에 고정 결합된 상태로 중량체(80)가 구비된다. 중량체(80)는 경우에 따라 생략될 수 있다. 이에 대해서는 다른 실시예에 의거하여 후술된다. 중량체(80)는 진동부측 영구자석(50)보다 무거워 상기 진동부측 영구자석(50)이 상향으로 움직일 때 잘 유동할 수 있도록 하는 역할과 진동체의 공진 주파수를 결정하는 역할을 한다. 또한, 상기 중량체(80)는 진동판(70)이 상향으로 탄성 변형될 때 장애가 되지 않도록 상기 진동판(70)의 탄성 변형 구간에서 상기 진동판(70)과 이격되게 배치된다. 요크(60)가 진동부측 영구자석(50)의 상면과 접하고 있어 진동부측 영구자석(50)의 상면 극성과 상기 요크(60)의 극성은 동일하게 된다.A
또한, 상기 요크(60)는 상기 코일(35)에 전류가 흐를 때 상기 코어(30)가 전자석이 됨에 따라 상기 코어(30)와 상기 진동부측 영구자석(50) 사이에서 작용하는 자기장이 상호간에 잘 유도되도록 도움을 주는 역할을 한다.In addition, the
한편, 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50)은 그 극성에 있어서 서로 마주보는 쪽으로 같은 극성을 가지게 배치되어야 한다. 즉, 코일(35)에 의해 발생되는 전기장의 영향이 미치지 않을 경우 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50)은 서로 밀어내는 척력이 미치는 상태가 유지되는 구조인 것이다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 고정부측 영구자석의 상면이 N극으로, 진동부측 영구자석의 하면이 N 극으로 설정되어 배치되어 있다. On the other hand, the stationary part
이러한 구조로 인해, 고정되어 있는 고정부측 영구자석(40)에 대한 진동부측 영구자석(50)은 상방향으로 힘을 받게 되며, 따라서 진동부측 영구자석(50), 중량체(80) 그리고 요크(60)의 자중에 의해 진동판(70)이 도면상 하부로 쳐지는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 진동판(70)이 도면상 하부로 처짐 없이, 즉, 하부로의 처짐 현상이 장기화되었을 때 탄성을 잃게 되어 발생하는 소성 변형 없이 그 원형을 유지하게 되는 것이다. Due to this structure, the vibration part side
또한, 본 발명에서는 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50), 진동부측 영구자석(50)과 진동판(70) 또는 다른 구성 요소들간의 충돌 및 그 충돌에 의한 원치 않는 음향 발생을 방지하기 위해 완충부재(90)가 선택적으로 구비된다. 본 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 상기한 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50) 사이에 완충부재(90)가 구비된다. 비록, 본 실시예에서는, 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50) 사이에 완충부재(90)가 구비되어 있지만, 진동부측 영구자석(50)과 코어(30) 사이, 또는 진동판(70)과 요크(60) 사이, 또는 중량체(80)와 베이스부재(10) 사이에 배치될 수도 있다. 이들 또는 그 밖의 다른 변형은 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자에게는 충분히 가능할 것이다. 이들 변형에 대해서는 다른 실시예에 의거하여 후술된다.In addition, in the present invention, the collision between the stationary
진동판(70)의 주변으로는 도시되어 있는 바와 같이 커버부재(20)의 상측 테두리 부분에 형성되어 있는 단턱부(22)가 물리적으로 연결되어 있고, 그 단턱부(22)를 통해 진동판(70)으로부터의 진동이 전달되어 동작되게 상기 진동판(70)과 어느 정도의 간격이 유지된 상태로 커버부재(20)의 상면이 형성된다. 즉, 진동판(70)이 상기 단턱부(22)에 의해 커버부재(20)의 상면과 이격되어 배치됨으로써 진동판(70)의 상하 방향 진동이 보장되는 것이다.As shown, the stepped
이와 같은 구성을 갖는 햅틱 엑추에이터는 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50)이 서로 동일한 극성으로 마주보고 있어 전류가 코일(35)에 인가되기 전의 평상시에는 고정부측 영구자석(40)에 의해 진동부측 영구자석(50)이 진동판(70) 방향으로 힘을 받아 진동판(70)의 처짐 현상이 저지된다. 또한, 이와 같은 구성을 갖는 햅틱 엑추에이터는 신호의 전달 또는 액정 표면의 터치의 인지 동작에 응답하여 전기적 신호, 즉, 전류가 코일(35)에 인가되어 주기적으로 전류의 방향을 변환시키면 코일(35)의 중심부에 배치된 코어(30)를 통해 발생되는 전자기장과 고정부측 영구자석(40)에서 발생하는 자기장 상호간에 인력 또는 척력이 발생하게 되어 상기 진동부가 진동판(70)을 탄성 변형시키면서 상하 방향으로 운동하게 된다.In the haptic actuator having such a configuration, the fixed part
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 햅틱 엑추에이터는 예를 들어 휴대용 단말기에의 진동 자체를 유발시키는데 사용될 수 있을 뿐만 아니라 휴대용 단말기의 액정 표면을 터치할 때 그 신호를 전달받아 전기적 신호로 바꾸어 진동함으로써 사용자로 하여금 터치 동작이 제대로 이루어지고 있다는 느낌을 주는데 사용될 수 있다.As described above, the haptic actuator according to the present invention can be used, for example, to induce vibration itself to the portable terminal, and when the user touches the liquid crystal surface of the portable terminal, receives the signal and converts it into an electrical signal to vibrate the user. It can be used to give a feeling that the touch operation is performed properly.
도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 햅틱 엑추에이터의 개략적인 내부 구조가 도시되어 있다. 본 실시예는 상기한 실시예 1과 비교할 때 고정부측 영구자석의 배치에 있어 상이하다. 보다 구체적으로는 다음과 같다.2 shows a schematic internal structure of a haptic actuator according to a second preferred embodiment of the present invention. This embodiment is different in arrangement of the permanent magnet on the fixed part side as compared with Example 1 described above. More specifically, it is as follows.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예 2에 따른 햅틱 엑추에이터도 베이스부재(10), 코어(30), 고정부측 영구자석(40), 회로기판(PCB), 상기 회로기판(PCB)으로부터 전기적 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35) 및 상기 베이스부재(10)를 상방향으로 커버링하는 커버부재(20)로 구성된 고정부와; 진동부측 영구자석(50), 요크(60), 중량체(80) 및 진동판(70)으로 구성된 진동부를 포함한다.Referring to Figure 2, the haptic actuator according to the second embodiment of the present invention also the
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.The
베이스부재(10)의 상면에는 전류를 인가하기 위한 회로기판(PCB)이 장착되고, 베이스부재(10)의 중앙에는 베이스부재(10)로부터 도면상 상방향으로 볼록하게 코어(30)가 형성된다. 코어(30)의 상부에는 고정부측 영구자석(40)이 구비된다. 본 실시예에서는, 코어(30)가 도시된 바와 같이 베이스부재(10)와 일체로 형성되고, 그 위에 고정부측 영구자석(40)이 배치되어 있지만, 별도로 구비되어 베이스부재(10)의 상면에 배치되어, 그 위에 고정부측 영구자석(50)이 배치될 수도 있다.A circuit board (PCB) for applying current is mounted on the upper surface of the
코어(30)와 베이스부재(10)의 구성을 제외한 나머지 구성은 상기한 실시예 1과 동일하므로 이하 생략하기로 한다.Except for the configuration of the
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 햅틱 엑추에이터의 개략적인 내부 구조가 도시되어 있다. 본 실시예는 상기한 실시예 1과 진동부측 영구자석의 구성에 있어 상이하다. 보다 구체적으로는 다음과 같다.3 shows a schematic internal structure of a haptic actuator according to a third preferred embodiment of the present invention. This embodiment is different in the configuration of the above-described embodiment 1 and the permanent magnet on the vibration part side. More specifically, it is as follows.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예 3에 따른 햅틱 엑추에이터도 베이스부재(10), 코어(30), 고정부측 영구자석(40), 회로기판(PCB), 상기 회로기판(PCB)으로부터 전기적 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35) 및 상기 베이스부재(10)를 상방향으로 커버링하는 커버부재(20)로 구성된 고정부와; 진동부측 영구자석(50), 요크(60), 중량체(80) 및 진동판(70)으로 구성된 진동부를 포함한다.Referring to FIG. 3, the haptic actuator according to the third preferred embodiment of the present invention also includes the
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.The
베이스부재(10)의 상면에는 전류를 인가하기 위한 회로기판(PCB)이 장착되고, 베이스부재(10)의 중앙에는 코어(30)가 배치된다. 본 실시예에서 코어(30)는 상기한 실시예 1의 코어(30)와 동일한 형상이며, 고정부측 영구자석(40) 역시 상기한 실시예 1과 같이 배치된다.A circuit board (PCB) for applying a current is mounted on the upper surface of the
상기 코어(30)의 둘레에는 상기 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.The
고정부측 영구자석(40)의 상부에는 진동판(70)이 구비된다. 이러한 진동판(70)은 커버부재(20)의 내측면 또는 내주면을 따라 양측 또는 테두리가 고정 지지되는 방식으로 커버부재(20)의 내측에 결합되어 지지되거나 내측으로 절곡 형성된 커버부재(20)의 테두리 내주면을 따라 결합되어 지지될 수 있다. 그러나, 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자라면 커버부재(20)의 내측면에 고정되는 형태라면 원형 이외의 다른 모양의 진동판(70)도 고려할 수 있을 것이다. 이러한 진동판(70) 자체는 당해기술분야에 널리 공지되어 있으며, 보편적으로는 판 스프링이 사용된다. 본 실시예에서는 진동판(70)으로 판 스프링이 사용된다.The
고정부측 영구자석(40)과 진동판(70)의 사이에는 요크(60)가 구비된다. 본 실시예에서는 상기한 실시예 1과 달리 요크(60)에 고정 결합되는 중량체 대신에 진동부측 영구자석(50)이 요크(60)의 주변으로 구비된다. 본 실시예에서 사용되는 요크(60)는 다른 실시예들과 달리 반드시 상기한 진동부측 영구자석(50)에 의해 자화될 수 있는 자성체이어야 한다. A
또한, 본 실시예에서는 실시예 1과 달리 고정부측 영구자석(40)과 마주보는 부위에 구비되는 진동부측 영구자석이 생략된다. 상기 고정부측 영구자석(50)의 하부로는 이의 중량을 보충하기 위해 도시된 바와 같이 중량체(80)가 결합될 수 있다.In addition, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the vibration part side permanent magnet provided at a portion facing the fixed part side
이와 같은 구성에 있어, 고정부측 영구자석(40)의 상면의 극성과 자성체인 요크(60)의 극성이 같아야 척력이 발생하므로 요크(60)의 주위로 고정 결합되는 진동부측 영구자석(50)의 상면이 고정부측 영구자석(40)의 상면과 같은 극성을 갖도록 배치된다.In such a configuration, since the polarity of the upper surface of the fixed part side
본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 고정부측 영구자석(40)의 상면이 N극으로 설정 배치되어 있고, 진동부측 영구자석(50)의 상면이 N극으로 설정 배치되어 있어, 사실상의 자성체인 요크(60)가 N 극으로 자화되어, 상호 척력이 발생되게 함으로써 진동판(70)의 처짐 현상이 방지되는 것이다.In this embodiment, as shown in Fig. 3, the upper surface of the fixed-side
또한, 본 실시예에서는 고정부측 영구자석(40)과 요크(60) 사이에 상기한 바와 같이 충돌 및 그 충돌에 의한 원치 않는 음향 발생을 방지하는 완충부재(90)가 구비된다. 비록, 본 실시예에서는, 고정부측 영구자석(40)과 요크(60) 사이에 완충부재(90)가 구비되어 있지만, 진동부측 영구자석(50)과 베이스부재(10) 사이, 또는 진동판(70)과 요크(60) 사이, 또는 중량체(80)와 베이스부재(10) 사이에 배치될 수도 있다. 이들 또는 그 밖의 다른 변형은 본 명세서를 완벽하게 숙지한 당업자에게는 충분히 가능할 것이다. In addition, in the present embodiment, a
이상의 구성을 제외한 나머지 구성은 상기한 실시예 1과 동일하므로 이하 생략하기로 한다.The rest of the configuration except for the above configuration is the same as the first embodiment, and will be omitted below.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 햅틱 엑추에이터의 개략적인 내부 구조가 도시되어 있다. 본 실시예는 상기한 실시예 1에 비해 진동판(70)이 중량체(80)의 하부와 베이스부재(10)가 이루는 공간에 구비되는 구성에 있어 상이하다. 보다 구체적으로는 다음과 같다.4 shows a schematic internal structure of a haptic actuator according to preferred embodiment 4 of the present invention. This embodiment is different in the configuration in which the
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예 4에 따른 햅틱 엑추에이터도 베이스부재(10), 코어(30), 고정부측 영구자석(40), 회로기판(PCB), 상기 회로기판(PCB)으로부터 전기적 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35) 및 상기 베이스부재(10)를 상방향으로 커버링하는 커버부재(20)로 구성된 고정부와; 진동부측 영구자석(50), 요크(60), 중량체(80) 및 진동판(70)으로 구성된 진동부를 포함한다.Referring to FIG. 4, the haptic actuator according to the fourth embodiment of the present invention also includes the
베이스부재(10)는 테두리가 도시된 바와 같이 단턱진(12) 형상으로 형상화되고, 그 테두리의 상부로는 커버부재(20)에 의해 커버링된다.The
베이스부재(10)의 상면에는 전류를 인가하기 위한 회로기판(PCB)이 장착되고, 베이스부재(10)의 중앙에는 코어(30)가 배치된다. 본 실시예에서는, 코어(30)와 베이스부재(10)가 일체로 형성되어 있으며, 코어(30)의 내측에 영구자석(40)이 구비된다.A circuit board (PCB) for applying a current is mounted on the upper surface of the
상기 코어(30)의 둘레에는 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.The
고정부측 영구자석(40)의 상부에는 요크(60)가 구비된다. 본 실시예에서 사용되는 요크(60)는 자성체이거나 비자성체일 수 있다. 고정부측 영구자석(40)에 대응되는 요크(60)의 중앙 하부에는 진동부측 영구자석(50)이 구비되고, 그 주변으로는 요크(60)에 고정 결합된 상태로 중량체(80)가 구비된다.The
이때, 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50)은 상기한 실시예 1에서와 같이 그 극성에 있어서 서로 마주보는 쪽으로 같은 극성을 가지게 배치되어야 한다. At this time, the fixed part side
고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50) 사이에는 상기한 바와 같이 충돌 및 그 충돌에 의한 원치 않는 음향 발생을 방지하기 위해 완충부재(90)가 선택적으로 구비된다.A
한편, 본 실시예에서는 상기한 실시예 1과 달리 요크(60)의 상부에 마련되는 진동판이 생략된다. 대신에, 중량체(80)의 하부와 베이스부재(10)의 단턱진 부분(12) 사이에 진동판(70)이 구비된다. 본 실시예에서 진동판(70)은 도시된 바와 같이 중량체(80)의 하부에 마련된 진동 전달부재(52)와 접하고, 베이스부재(10)의 단턱진 부분(12)에 지지된다.On the other hand, in the present embodiment, unlike the first embodiment described above, the diaphragm provided on the upper portion of the
이와 같은 구성에 의해 중량체(80)로 전달된 진동이 진동 전달부재(52)를 통해 진동판(70)에 전달되고, 이 진동은 베이스부재(10)의 단턱진 부분(12)을 통해 커버부재(20)로 전달된다.The vibration transmitted to the
이상에서는 본 발명의 다양한 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to various preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. I can understand that you can.
10 : 베이스부재 12 : 단턱부 (또는 단턱진 부분)
20 : 커버부재 22 : 단턱부 (또는 단턱진 부분)
30 : 코어 35 : 코일
40 : 고정부측 영구자석 50 : 진동부측 영구자석
52 : 진동 전달부재 60 : 요크
70 : 진동판 80 : 중량체
90 : 완충부재 10: base member 12: stepped portion (or stepped portion)
20: cover member 22: stepped portion (or stepped portion)
30
40: permanent magnet on the fixed side 50: permanent magnet on the vibration side
52: vibration transmission member 60: yoke
70: diaphragm 80: weight
90: buffer member
Claims (8)
상기 고정부는,
베이스부재와;
상기 베이스부재를 덮는 커버부재와;
상기 베이스부재의 중심부에 형성되어 있는 코어와;
상하 방향으로 분극되어 있고, 상기 코어의 상하 방향으로 배치되어 있는 고정부측 영구자석과;
상기 코어의 주위를 에워싸고 있으며 인가된 전류에 의해 자계를 발생하는 코일과;
상기 베이스부재에 결합되고, 상기 코일에 전류를 인가하는 회로기판(PCB)을 포함하여 이루어지고,
상기 진동부는, 외주연이 상기 베이스부재에 결합된 진동판과, 상기 진동판에 결합되는 구동부를 포함하여 이루어지되,
상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부가 형상화된 내부가 비어있는 형태이고, 상기 내부에 고정부측 영구자석이 삽입되어 고정되며,
상기 구동부는, 상기 고정부측 영구자석의 상부에서 상기 고정부측 영구자석과 마주하는 자극이 동일하도록 배치되어 있는 진동부측 영구자석과; 상기 진동부측 영구자석이 결합되는 요크와; 상기 요크의 주변으로 고정 결합되는 중량체와; 상기 중량체와 진동판을 상호 연결하여 진동을 전달하는 진동 전달부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터.It consists of a fixed part and a vibration part,
The fixing unit includes:
A base member;
A cover member covering the base member;
A core formed at the center of the base member;
A fixed part side permanent magnet which is polarized in an up and down direction and arranged in an up and down direction of the core;
A coil surrounding the core and generating a magnetic field by an applied current;
Is coupled to the base member, and comprises a circuit board (PCB) for applying a current to the coil,
The vibrating unit, the outer periphery is made of a vibration plate coupled to the base member and a drive unit coupled to the vibration plate,
The core has a hollow shape in which the central portion of the base member is shaped, and the fixing part side permanent magnet is inserted into the core and fixed thereto.
The driving unit includes: a vibration part side permanent magnet disposed at the upper part of the fixed part side permanent magnet such that magnetic poles facing the fixed part side permanent magnet are the same; A yoke to which the vibration part side permanent magnet is coupled; A weight body fixedly coupled to the periphery of the yoke; Haptic actuator comprising a vibration transmission member for transmitting vibration by connecting the weight and the diaphragm.
상기 고정부는,
베이스부재와;
상기 베이스부재를 덮는 커버부재와;
상기 베이스부재의 중심부에 형성되어 있는 코어와;
상하 방향으로 분극되어 있고, 상기 코어의 상하 방향으로 배치되어 있는 고정부측 영구자석과;
상기 코어의 주위를 에워싸고 있으며 인가된 전류에 의해 자계를 발생하는 코일과;
상기 베이스부재에 결합되고, 상기 코일에 전류를 인가하는 회로기판(PCB)을 포함하여 이루어지고,
상기 진동부는, 상기 코어의 상부에 배치되어 상하 방향으로 운동하며, 외주연이 상기 커버부재에 결합된 진동판과, 상기 진동판에 결합되는 구동부를 포함하여 이루어지되,
상기 구동부는 상기 고정부측 영구자석의 상부에 배치되어 있는 요크와; 상기 요크를 경유하여 상기 고정부측 영구자석과 마주하는 자극이 동일하도록 상기 요크의 주변으로 고정 결합되어 있는 진동부측 영구자석을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터. It consists of a fixed part and a vibration part,
The fixing unit includes:
A base member;
A cover member covering the base member;
A core formed at the center of the base member;
A fixed part side permanent magnet which is polarized in an up and down direction and arranged in an up and down direction of the core;
A coil surrounding the core and generating a magnetic field by an applied current;
Is coupled to the base member, and comprises a circuit board (PCB) for applying a current to the coil,
The vibrator is disposed on the upper portion of the core to move in the vertical direction, the outer periphery is made of a vibration plate coupled to the cover member, and comprises a drive unit coupled to the vibration plate,
The driving unit and the yoke is disposed on the upper portion of the permanent magnet side; The haptic actuator, characterized in that it comprises a vibrating side permanent magnet that is fixedly coupled to the periphery of the yoke so that the magnetic pole facing the fixed portion side permanent magnet via the yoke.
상기 고정부측 영구자석과 상기 요크 사이에 완충부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터.The method of claim 3, wherein the drive unit comprises a weight body fixedly coupled to the periphery of the yoke,
A haptic actuator, characterized in that a buffer member is provided between the fixed part side permanent magnet and the yoke.
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