KR102052658B1 - Haptic actuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 사용자에게 힘, 진동 등과 같은 햅틱 정보를 제공할 수 있는 햅틱 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a haptic actuator capable of providing haptic information such as force, vibration, etc. to a user.
아날로그 시대에서 디지털 시대로 변화하면서 전자기기에 많은 변화가 있어 왔다. 일예로 모바일폰의 경우 과거에는 버튼을 눌러 정보를 입력하는 방식이었으나 스마트폰으로 진화하면서 터치스크린을 이용한 입력 방식이 널리 사용되고 있다. 이러한 전지기기와의 인터페이스(Interface) 기술의 진화는 음성인식, 동작인식, 또는 얼굴인식과 같은 스마트 인터페이스 기술로 진화하고 있다. 또한, 인터페이스 기술은 일방향이 아니라 쌍방향으로 정보나 자극을 주고 받을 수 있도록 함으로써 스마트 기기와 사용자 간의 상호작용(Interaction)이 가능하도록 진화하고 있다. 과거에는 사용자는 기기로부터 오디오나 비디오 정보만을 받을 수 있었다. 그러나 최근에는 사용자에게 힘, 진동, 또는 온도 변화와 같은 햅틱(haptic) 정보를 제공하기 위한 햅틱 액추에이터에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 햅틱 액추에이터 기술은 게임을 하는 과정에서 실제 아픔을 느끼거나, 온도나 촉감 등을 생생하게 느낄 수 있는 기술이다. 일부 게임 시스템들은 햅틱 효과들을 생성하기 위해 제어기 하우징에 부착된 액추에이터를 포함한다. 의료 디바이스들, 자동차 제어들, 원격 제어들과 같은 다른 디바이스들 및 사용자가 사용자 입력 엘리먼트와 상호작용하여 동작을 야기시키는 다른 유사한 디바이스들이 또한 햅틱 효과들로부터 이점을 취할 수 있다. 햅틱 효과들이 이러한 디바이스들에 사용되어 사용자에게 특정 이벤트들을 통지하거나 또는 디바이스의 상호작용에 관해 사용자에게 현실적 피드백을 제공할 수 있다.In the transition from the analog age to the digital age, there have been many changes in electronic devices. For example, in the case of a mobile phone, in the past, a method of inputting information by pressing a button has been evolved into a smartphone, and an input method using a touch screen is widely used. The evolution of the interface technology with the battery device is evolving into a smart interface technology such as voice recognition, motion recognition, or face recognition. In addition, the interface technology is evolving to allow interaction between a smart device and a user by allowing information or stimulus to be transmitted and received in two directions, not in one direction. In the past, users could only receive audio or video information from their devices. Recently, however, research on haptic actuators for providing haptic information such as force, vibration, or temperature change to a user has been actively conducted. Haptic actuator technology is a technology that allows you to feel real pain or feel the temperature or touch vividly while playing a game. Some game systems include an actuator attached to the controller housing to produce haptic effects. Other devices such as medical devices, automotive controls, remote controls, and other similar devices in which a user interacts with a user input element to cause an action may also benefit from haptic effects. Haptic effects can be used in such devices to notify the user of certain events or provide realistic feedback to the user regarding the device's interaction.
그런데 기존 햅틱 액추에이터는 다양한 햅틱 감각을 사용자에게 신속하게 전달해주지 못하였다.However, existing haptic actuators could not quickly deliver various haptic sensations to users.
이에 대하여, 본 발명은 사용자 인터페이스, 게임, 자동차, 웨어러블 디바이스들 및 가전 기기에 적용 가능한 다양한 햅틱 감각을 제공할 수 있는 전자영구자석 기반 핀 자극 햅틱 메커니즘을 제시하고자 한다.On the other hand, the present invention is to propose an electropermanent magnet-based pin stimulation haptic mechanism that can provide a variety of haptic sensations applicable to user interfaces, games, automobiles, wearable devices and home appliances.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자 인터페이스, 게임, 자동차, 웨어러블 디바이스들 및 가전 기기에 적용 가능한 전자영구자석 기반 핀 자극 햅틱 액추에이터를 제공하고자 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention is to provide an electro permanent magnet-based pin stimulation haptic actuator applicable to user interfaces, games, automobiles, wearable devices and consumer electronics.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 하우징; 상기 하우징에 내부에 구비되는 자기장 생성장치; 상기 자기장 생성장치의 자기장에 영향을 받아 작동하는 작동부재; 및 상기 작동부재를 탄성 지지하는 것으로서, 상기 자기장 생성장치의 자기장에 영향을 받아 작동하는 작동부재에 의해 압축되는 탄성부재; 를 포함하고 상기 하우징 내부에 자극편이 구비되고 상기 자극편 내부에 상기 자기장 생성장치가 구비되며, 상기 하우징과 탄성부재는 비자성체이며 상기 작동부재는 자성체인 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.The present invention to achieve the above object, the housing; A magnetic field generating device provided inside the housing; An operating member which is operated under the influence of the magnetic field of the magnetic field generating device; And an elastic member elastically supporting the operating member, the elastic member being compressed by the operating member that is operated under the influence of the magnetic field of the magnetic field generating device. And a magnetic pole piece provided in the housing and the magnetic field generating device provided in the magnetic pole piece, wherein the housing and the elastic member are nonmagnetic materials, and the operating member is a magnetic material.
또한, 상기 작동부재는 상기 하우징 내부에 위치하면서 상기 하우징 내부에서 상기 탄성부재와 접촉 상태로 작동을 하면서 상기 탄성부재를 가압하는 플레이트; 및 끝단부가 상기 하우징 외측으로 노출되는 것으로서, 상기 플레이트의 일면에 연결되어 상기 플레이트와 함께 작동하는 핀; 을 포함한다.In addition, the operating member is located in the housing while operating in contact with the elastic member in the housing while pressing the elastic member; And an end portion exposed to the outside of the housing, the pin being connected to one surface of the plate and working together with the plate; It includes.
또한, 상기 자기장 생성장치는 상기 자극편 내부에 구비되며 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극; 상기 제1 극과 대향 구비되고 상기 제1 극과 다른 극을 구성하는 제2 극; 및 상기 제1 극과 제2 극 둘레에 감기는 코일부; 을 포함한다.The magnetic field generating device may include a first pole provided inside the magnetic pole piece and constituting an N pole or an S pole; A second pole provided opposite the first pole and constituting a pole different from the first pole; And a coil part wound around the first pole and the second pole. It includes.
또한, 상기 제1 극과 제2 극은 수직 또는 수평 방향으로 배열될 수 있다.In addition, the first pole and the second pole may be arranged in a vertical or horizontal direction.
또한, 상기 탄성부재는 스프링일 수 있다.In addition, the elastic member may be a spring.
본 발명의 제1 실시예는, 상기 탄성부재는 상기 플레이트와 상기 자기장 생성장치 사이에 위치하고, 상기 플레이트는 상기 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 탄성부재를 상기 자기장 생성장치 방향으로 밀면서 상기 자극편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a first embodiment of the present invention, the elastic member is located between the plate and the magnetic field generating device, and the plate pushes the elastic member toward the magnetic field generating device under the influence of the magnetic field generated by the magnetic field generating device. It provides a haptic actuator, characterized in that in contact with the pole piece.
본 발명의 제2 실시예는, 상기 탄성부재는 상기 플레이트와 상기 자기장 생성장치 사이에 위치하고 상기 플레이트의 가장자리에 자석이 구비되며, 상기 자기장 생성장치에서 생성되는 자기장의 영향으로 상기 자기장 생성장치 방향으로 이동하는 상기 플레이트에 의해 상기 탄성부재는 압축되고 상기 자석은 자극편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a second embodiment of the present invention, the elastic member is disposed between the plate and the magnetic field generating device, and a magnet is provided at the edge of the plate, and the magnetic field is generated toward the magnetic field generating device under the influence of the magnetic field generated by the magnetic field generating device. The elastic member is compressed by the moving plate and the magnet is in contact with the magnetic pole piece to provide a haptic actuator.
본 발명의 제3 실시예는, 상기 자극편은 상기 플레이트와 대향 위치하면서 상부는 개방되고 측면과 바닥면은 막힌 구조를 이루고 내부에 상기 탄성부재가 위치하며, 상기 제1 극과 제2 극은 상기 탄성부재 내부에 위치하고, 상기 제1 극과 제2 극의 상기 플레이트 쪽 일측 단부에 비자성체가 구비되며, 상기 플레이트는 상기 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 자극편 방향으로 이동하여 상기 탄성부재를 밀면서 상기 자극편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a third embodiment of the present invention, the magnetic pole piece is positioned opposite to the plate while the upper part is open and the side and bottom surfaces are blocked, and the elastic member is positioned therein, and the first pole and the second pole are Located inside the elastic member, a nonmagnetic material is provided at one end of the plate side of the first pole and the second pole, and the plate moves in the direction of the magnetic pole piece under the influence of the magnetic field generated by the magnetic field generating device. It provides a haptic actuator characterized in that the contact with the pole piece while pushing the elastic member.
본 발명의 제4 실시예는, 상기 하우징은 상기 플레이트 일부와 탄성부재가 위치하는 제1 구획공간; 상기 자기장 생성장치, 자극편 및 상기 플레이트의 일부가 위치하는 제2 구획공간; 및 상기 제1 구획공간과 제2 구획공간을 구획하는 것으로서, 상기 제1 구획공간과 제2 구획공간을 연통하는 관통공을 구비하는 격벽; 을 포함하고, 상기 플레이트는 상기 제1 구획공간에 위치하는 제1 플레이트; 상기 제2 구획공간에 위치하는 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 상기 격벽 사이에 위치하는 상기 탄성부재의 내부를 지나면서 상기 격벽의 관통공을 통과하는 것으로서, 상기 격벽의 관통공을 따라 승강 작동이 가능하고 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트를 연결하는 연결부; 를 포함하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a fourth embodiment of the present invention, the housing may include a first partition space in which a portion of the plate and an elastic member are positioned; A second partition space in which the magnetic field generating device, the pole piece, and a part of the plate are located; And a partition wall partitioning the first compartment space and the second compartment space, the barrier rib having a through hole communicating the first compartment space and the second compartment space. The plate includes a first plate located in the first compartment; A second plate positioned in the second compartment; And passing through a through hole of the partition wall while passing through an inside of the elastic member positioned between the first plate and the partition wall, the lifting operation is possible along the through hole of the partition wall, and the first plate and the second plate. Connecting portion for connecting; It provides a haptic actuator comprising a.
또한, 상기 제1 플레이트는 상기 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 자기장 생성장치 방향으로 작동하면서 탄성부재를 가압하고, 상기 제1 플레이트와 연동하여 상기 제2 플레이트는 상기 자극편과 접촉할 수 있다.In addition, the first plate may press the elastic member while operating in the direction of the magnetic field generating device under the influence of the magnetic field generated by the magnetic field generating device, and the second plate may contact the magnetic pole piece in conjunction with the first plate. have.
본 발명의 제5 실시예는, 상기 자극편은 제1 경사 관통구멍이 천공되는 제1 자극편; 및 상기 제1 자극편에 대향 구비되는 것으로서 상기 제1 경사 관통구멍과 동일한 제2 경사 관통구멍이 천공되는 제2 자극편; 을 포함하고, 상기 제1 경사 관통구멍과 제2 경사 관통구멍은 상기 플레이트가 승강작동을 하는 상기 하우징 내부의 통로 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a fifth embodiment of the present invention, the magnetic pole piece comprises: a first magnetic pole piece having a first inclined through hole; And a second magnetic pole piece provided opposite to the first magnetic pole piece and having the same second inclined through hole as the first inclined through hole. Wherein the first inclined through hole and the second inclined through hole are provided on a passage inside the housing in which the plate moves up and down.
또한, 상기 플레이트는 상기 핀과 연결되고, 상기 제1 경사 관통구멍에 부합하는 제1 경사측면을 가지면서 상기 핀 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조의 제1 플레이트; 상기 제2 경사 관통구멍에 부합하는 제2 경사측면을 가지면서 상기 제1 플레이트 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조의 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트를 연결하는 연결부; 를 포함하고, 상기 자기장 생성장치는 상기 통로 일측의 상기 제1 자극편과 제2 자극편 사이에 위치하는 제1 자기장 생성장치; 및 상기 통로 타측의 상기 제1 자극편과 제2 자극편 사이에 위치하는 제2 자기장 생성장치; 를 포함할 수 있다.The plate may include a first plate connected to the pin and having a first inclined side surface corresponding to the first inclined through hole and having a width narrowing toward the pin; A second plate having a second inclined side surface corresponding to the second inclined through hole and having a width narrowing toward the first plate; And a connection part connecting the first plate and the second plate. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device positioned between the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece on one side of the passage; And a second magnetic field generating device positioned between the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece on the other side of the passage. It may include.
또한, 상기 탄성부재는 상기 핀에 결합되면서 상기 제1 플레이트 쪽에 위치하고 상기 제1 플레이트는 상기 제1 자기장 생성장치와 제2 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 탄성부재를 밀면서 상기 제1 경사측면이 상기 제1 경사 관통구멍에 삽입되며, 동시에 상기 제2 플레이트는 상기 제2 경사측면이 상기 제2 경사 관통구멍에 삽입될 수 있다.In addition, the elastic member is coupled to the pin is located on the first plate side and the first plate is pushed the elastic member under the influence of the magnetic field generated by the first magnetic field generating device and the second magnetic field generating device inclined the first A side surface may be inserted into the first inclined through hole, and at the same time, the second inclined side surface may be inserted into the second inclined through hole.
본 발명의 제6 실시예는, 상기 플레이트는 상기 핀과 연결되고, 상기 제1 경사 관통구멍에 부합하는 제1 경사측면을 가지면서 상기 핀 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 구조의 제1 플레이트; 상기 제2 경사 관통구멍에 부합하는 제2 경사측면을 가지면서 상기 제1 플레이트 방향을 갈수록 폭이 넓어지는 구조의 제2 플레이트; 및 상기 제1 플레이트와 제2 플레이트를 연결하는 연결부; 를 포함하고, 상기 자기장 생성장치는 상기 통로 일측의 상기 제1 자극편과 제2 자극편 사이에 위치하는 제1 자기장 생성장치; 및 상기 통로 타측의 상기 제1 자극편과 제2 자극편 사이에 위치하는 제2 자기장 생성장치; 를 포함하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.A sixth embodiment of the present invention, the plate is connected to the pin, the first plate having a first inclined side surface corresponding to the first inclined through-hole, the width of the structure toward the pin wide; A second plate having a second inclined side surface corresponding to the second inclined through hole and having a width widening toward the first plate; And a connection part connecting the first plate and the second plate. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device positioned between the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece on one side of the passage; And a second magnetic field generating device positioned between the first magnetic pole piece and the second magnetic pole piece on the other side of the passage. It provides a haptic actuator comprising a.
또한, 상기 핀은 상기 제1 플레이트 쪽에 위치하며, 상기 탄성부재는 상기 제2 플레이트 하부를 탄성 지지하고, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 자기장 생성장치와 제2 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 탄성부재를 밀면서 상기 제2 경사측면이 상기 제2 경사 관통구멍에 삽입되고 동시에 상기 제1 플레이트는 상기 제1 경사측면이 상기 제1 경사 관통구멍에 삽입될 수 있다.In addition, the pin is located on the first plate side, the elastic member elastically supports the lower portion of the second plate, the second plate is influenced by the magnetic fields generated in the first magnetic field generating device and the second magnetic field generating device The second inclined side surface may be inserted into the second inclined through hole while pushing the elastic member, and at the same time, the first inclined side surface may be inserted into the first inclined through hole.
본 발명의 제7 실시예는, 상기 자극편은 상기 하우징 내부에 구비되는 제1 자극편; 및 상기 하우징 내부에서 상기 제1 자극편에 대향 구비되는 제2 자극편; 을 포함하고, 상기 자기장 생성장치는 상기 제1 자극편 내부에 위치하는 제1 자기장 생성장치; 및 상기 제2 자극편 내부에 위치하는 제2 자기장 생성장치; 를 포함하며, 상기 제1 자극편은 상기 플레이트 내부에 위치하고, 상기 플레이트는 상기 제2 자극편을 향하는 면이 탄성부재의 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.According to a seventh embodiment of the present invention, the magnetic pole piece includes: a first magnetic pole piece provided inside the housing; And a second magnetic pole piece provided in the housing to face the first magnetic pole piece. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device located inside the first magnetic pole piece; And a second magnetic field generating device located inside the second magnetic pole piece. It includes, wherein the first pole piece is located inside the plate, the plate provides a haptic actuator characterized in that the surface facing the second pole piece is elastically supported by the elastic member.
또한, 상기 플레이트는 상기 제1 자기장 생성장치와 제2 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 탄성부재를 상기 제2 자기장 생성장치 방향으로 밀면서 상기 제2 자극편과 접촉할 수 있다.The plate may contact the second magnetic pole piece while pushing the elastic member toward the second magnetic field generating device under the influence of the magnetic fields generated by the first magnetic field generating device and the second magnetic field generating device.
본 발명의 제8 실시예는, 상기 자극편은 상기 하우징 내부에 구비되는 제1 자극편; 및 상기 하우징 내부에서 상기 제1 자극편에 대향 구비되는 제2 자극편; 을 포함하고, 상기 자기장 생성장치는 상기 제1 자극편 내부에 위치하는 제1 자기장 생성장치; 및 상기 제2 자극편 내부에 위치하는 제2 자기장 생성장치; 를 포함하며, 상기 제1 자극편은 상기 플레이트 내부에 위치하고, 상기 플레이트는 상기 핀이 위치하는 상기 플레이트의 작동 방향 쪽에 위치하는 탄성부재에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터를 제공한다.An eighth embodiment of the present invention, the magnetic pole piece is a first magnetic pole provided in the housing; And a second magnetic pole piece provided in the housing to face the first magnetic pole piece. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device located inside the first magnetic pole piece; And a second magnetic field generating device located inside the second magnetic pole piece. It includes, The first pole piece is located in the plate, the plate provides a haptic actuator characterized in that it is elastically supported by an elastic member located on the side of the operation direction of the plate where the pin is located.
또한, 상기 플레이트는 상기 제2 자극편과 접촉 상태에서 상기 제1 자기장 생성장치와 제2 자기장 생성장치에서 생성된 척력으로 상기 탄성부재를 밀면서 상기 제2 자극편에서 떨어질 수 있다.In addition, the plate may be separated from the second magnetic pole piece while pushing the elastic member by the repulsive force generated by the first magnetic field generating device and the second magnetic field generating device in contact with the second magnetic pole piece.
본 발명은 사용자 인터페이스, 게임, 자동차, 웨어러블 디바이스들 및 가전 기기에 적용 가능한 전자영구자석 기반 핀 자극 햅틱 액추에이터를 제공할 수 있다.The present invention can provide an electro permanent magnet based pin stimulus haptic actuator applicable to a user interface, a game, an automobile, wearable devices, and a home appliance.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.
도 9은 본 발명의 제8 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the overall configuration according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing the operation of the operating member according to the first embodiment of the present invention.
3 is a view showing the operation of the operating member according to a second embodiment of the present invention.
4 is a view showing the operation of the operating member according to a third embodiment of the present invention.
5 is a view showing the operation of the operating member according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a view showing the operation of the operating member according to a fifth embodiment of the present invention.
7 is a view showing the operation of the operating member according to the sixth embodiment of the present invention.
8 is a view showing the operation of the operating member according to the seventh embodiment of the present invention.
9 is a view showing the operation of the operating member according to the eighth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible, even if shown on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.
기존 햅틱 액추에이터는 다양한 햅틱 감각을 사용자에게 신속하게 전달해주지 못하였다. 이에 대하여, 본 발명은 사용자 인터페이스, 게임, 자동차, 웨어러블 디바이스들 및 가전 기기에 적용 가능한 다양한 햅틱 감각을 제공할 수 있는 전자영구자석 기반 핀 자극 햅틱 메커니즘을 제시하고자 한다.Conventional haptic actuators have not been able to quickly convey various haptic sensations to users. On the other hand, the present invention is to propose an electropermanent magnet-based pin stimulation haptic mechanism that can provide a variety of haptic sensations applicable to user interfaces, games, automobiles, wearable devices and home appliances.
먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 구성을 설명한다.First, the configuration according to the first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전체 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the overall configuration according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예는 하우징(110), 하우징(110) 내부에 구비되는 자기장 생성장치(120), 자기장 생성장치(120)의 자기장 영향으로 승강작동을 하는 작동부재(130) 및 작동부재(130)를 탄성 지지하는 탄성부재(140)를 포함한다.The first embodiment of the present invention is the
하우징(110)은 자기장 생성장치(120), 자극편(150), 탄성부재(140) 등의 수용공간을 제공하면서 작동부재(130)의 작동공간을 제공한다. 하우징(110)은 비자성체로 구성된다.The
자기장 생성장치(120)는 자기장을 작동부재(130)에 인가하는 장치이다. 자기장 생성장치(120)는 전자영구자석(Electropermanent Magnet, EPM) 또는 전자석일 수 있다.Magnetic
자기장 생성장치(120)는 제1 극(121), 제1 극(121)에 대향 구비되는 제2 극(122) 및 제1 극(121)과 제2 극(122) 둘레에 감기고 전류가 흐르는 코일부(123)를 포함한다. 자기장 생성장치(120)는 하우징(110)의 내부 하부에 위치하며 자극편(150)에 의해 감싸질 수 있다. 자극편(150)은 자성체로 구성된다.The magnetic
제1 극(121)은 N극 또는 S극을 구성한다. 제2 극(122)은 제1 극(121)과 다른 극을 구성한다. 일예로서, 제1 극(121)이 N극일 경우 제2 극(122)은 S극이되고 제1 극(121)이 S극일 경우 제2 극(122)은 N극이 된다. 제1 극(121)과 제2 극(122)은 수직 방향으로 층을 이루도록 배열될 수 있다.The
제1 극(121)은 알니코 마그넷(AlNiCo Magnet)일 수 있다. 제2 극(122)은 네오디뮴 철붕소 마그넷(NdFeB Magnet)일 수 있다. 코일부(123)는 솔레노이드 코일 (Solenoid Coil)일 수 있다.The
작동부재(130)는 자기장 생성장치(120)의 자기장에 영향을 받아 작동하며 자성체로 구성된다.The
작동부재(130)는 하우징(110) 내부 상부에 위치하는 플레이트(131) 및 플레이트(131)의 상면 대략 중앙에 연결되고 상부가 하우징(110) 외측으로 노출되는 핀(132)을 포함한다.The
플레이트(131)는 탄성부재(140)에 탄성 지지된 상태로 자극편(150) 상부에 위치한다. 플레이트(131)는 자성체로 구성된다. 플레이트(131)는 하우징(110) 내부에서 승강작동을 한다. 플레이트(131)는 자극편(150)과 떨어진 상태에서 자기장 생성장치(120)에서 발생하는 자기장에 영향을 받아 인력에 의해 자극편(150) 방향으로 이동하여 탄성부재(140)를 밀면서 자극편(150)과 접촉한다.The
핀(132)의 하단부는 하우징(110)을 관통하여 플레이트(131)의 상면과 연결된다. 핀(132)은 자성체로 구성된다. 핀(132)은 플레이트(131)와 함께 승강작동을 한다. 핀(132)과 햅틱 효과를 구현하고자 하는 시스템과 연결하면 핀(132)의 작동에 의해 시스템에 다양한 햅틱 감각을 제공할 수 있다.The lower end of the
탄성부재(140)는 초기 플레이트(131)를 탄성 지지한다. 탄성부재(140)는 비자성체로 구성된다. 탄성부재(140)는 자기장 생성장치(120)의 자기장에 영향을 받아 하강하는 플레이트(131)의 작동에 의해 압축된다. 자기장이 사라져 플레이트(131)의 누르는 힘이 제거되면 탄성부재(140)는 원상태로 신장되면서 플레이트(131)를 상향으로 밀어 올려 플레이트(131)를 초기 위치로 원위치 시킨다. 탄성부재(140)는 스프링일 수 있다.The
다음은 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the operation of the operating member according to the first embodiment of the present invention.
도 2의 (a)와 같이 코일부(123)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 작동부재(130)는 탄성부재(140)에 의해 탄성 지지된 상태이다.In the initial state in which no current is applied to the
도 2의 (b)와 같이 코일부(123)에 전류를 인가하면 제1 극(121)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 자기장(M)의 영향으로 작동부재(130)가 하강하여 탄성부재(140)를 밀면서 자극편(150)과 접촉한다.As shown in FIG. 2B, when a current is applied to the
도 2의 (c)와 같이 코일부(123)의 전류를 멈추어도 자성체인 플레이트(131)에 의해 제1 극(121)의 자기장(M) 방향이 변화된 상태로 유지되고, 이에 의해 플레이트(131)는 자극편(150)과 접촉한 상태를 유지한다.Even when the current of the
도 2의 (d)와 같이 반대방향의 전류를 흘려 주게 되면 제1 극(121)의 자기장(M) 방향이 원래대로 돌아가 자기장(M)이 사라진다. 이로 인해, 탄성부재(140)가 신장되면서 작동부재(130)를 상향으로 밀어 올린다.As shown in (d) of FIG. 2, when the current flows in the opposite direction, the magnetic field M of the
다음은 본 발명의 제2 실시예에 따른 구성을 설명한다.The following describes the configuration according to the second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the operation of the operating member according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예는 플레이트(231)에 구비되는 자석(233) 외에는 제1 실시예의 구성과 동일하다.The second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment except for the
본 발명의 제2 실시예는 자석(233)을 더 포함한다. 자석(233)은 플레이트(231)의 가장자리에 구비될 수 있다. 자석(233)은 자극편(250)과 접촉한다. 작동부재(230)에 자석(233)을 추가하면 자기장 생성장치(220)에 당겨지는 힘을 증가시킬 수 있다. 당겨지는 힘의 증가로 강한 탄성부재(240)를 사용하는 것이 바람직하다. 강한 탄성부재(240)에 의해 햅틱 액추에이터의 힘을 증가시킬 수 있다.The second embodiment of the present invention further includes a
자기장 생성장치(220)는 제1 극(221), 제1 극(221)에 대향 구비되는 제2 극(222) 및 제1 극(221)과 제2 극(222) 둘레에 감기고 전류가 흐르는 코일부(223)를 포함한다.The magnetic
탄성부재(240)는 플레이트(231)와 자기장 생성장치(220) 사이에 위치한다.The
플레이트(231)는 자기장 생성장치(220)에서 생성된 자기장(M)의 영향으로 탄성부재(240)를 자기장 생성장치(220) 방향으로 밀면서 하강 작동을 한다. 이와 같은 플레이트(231)의 하강작동에 의해 자석(233)이 자극편(250)과 접촉할 수 있다.The
다음은 본 발명의 제2 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the second embodiment of the present invention.
도 3의 (a)와 같이 코일부(223)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 작동부재(230)는 탄성부재(240)에 의해 탄성 지지된 상태이다.In the initial state in which no current is applied to the
도 3의 (b)와 같이 자기장 생성장치(220)의 코일부(223)에 전류를 인가하면 제1 극(221)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 자기장(M)의 영향으로 작동부재(230)가 하우징(210) 내부를 따라 자극편(250) 방향으로 하강함에 따라 자석(233)이 자극편(250)과 접촉한다. 탄성부재(240)는 작동부재(230)의 하강작동에 의해 압축된다.As shown in FIG. 3B, when a current is applied to the
자기장(M)이 사라지면 탄성부재(240)를 누르는 힘이 사라지고 이로 인해 탄성부재(240)가 신장되면서 작동부재(230)를 상향으로 밀어 올린다.When the magnetic field (M) disappears, the force for pressing the
플레이트(231)와 연결된 핀(232)은 플레이트(231)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제3 실시예에 따른 구성을 설명한다.Next, a configuration according to a third embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.4 is a view showing the operation of the operating member according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시예는 하우징(310)의 내부 상부에 구비되는 작동부재(330), 작동부재(330)와 대향하여 하우징(310)의 내부 하부에 구비되는 자극편(350), 자극편(350)의 내부에 위치하면서 작동부재(330)를 탄성 지지하는 탄성부재(340) 및 상기 탄성부재(340) 내부에 구비되는 자기장 생성장치(320) 및 자기장 생성장치(320) 상부에 구비되는 비자성체(323a)를 포함한다.According to the third embodiment of the present invention, the
자극편(350)은 상부(351)가 개방되고 측면(352)과 바닥면(353)이 막힌 구조로 이루어진다. 자기장 생성장치(320)을 구성하는 제1 극(321), 제2 극(322) 및 제1 극(321)과 제2 극(322)의 둘레에 감기는 코일부(323)는 탄성부재(340) 내부에 위치한다. 제1 극(321)과 제2 극(322)은 수평으로 배열 구성될 수 있다.The
제1 극(321)과 제2 극(322)의 상단부에 비자성체(323a)가 구비된다. 플레이트(331)는 하우징(310) 내부에서 자기장 생성장치(320)에서 생성된 자기장(M)의 영향으로 자극편(350) 방향으로 하강하면서 자극편(350)과 접촉한다.A
다음은 본 발명의 제3 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the third embodiment of the present invention.
도 4의 (a)와 같이 코일부(323)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 작동부재(330)는 탄성부재(340)에 의해 탄성 지지된 상태이다.In the initial state in which no current is applied to the
도 4의 (b)와 같이 자기장 생성장치(320)의 코일부(323)에 전류를 인가하면 제1 극(321)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 자기장(M)의 영향으로 플레이트(331)가 하우징(310) 내부를 따라 자극편(350) 방향으로 하강하면서 자극편(350)과 접촉한다. 탄성부재(340)는 작동부재(330)의 하강작동에 의해 압축된다.As shown in FIG. 4B, when a current is applied to the
자기장(M)이 사라지면 탄성부재(340)를 누르는 힘이 사라지고 이로 인해 탄성부재(340)가 신장되면서 작동부재(330)를 상향으로 밀어 올린다.When the magnetic field (M) disappears, the force for pressing the
플레이트(331)와 연결된 핀(332)은 플레이트(331)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제4 실시예의 구성을 설명한다.The following describes the configuration of the fourth embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the operation of the operating member according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 제4 실시예는 하우징(410) 및 플레이트의 구조를 제외하고 제1 실시예의 구성과 동일하다.The fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment except for the structure of the
하우징(410)은 내부 상부에 구비되는 제1 구획공간(411), 내부 하부에 구비되는 제2 구획공간(412) 및 제1 구획공간(411)과 제2 구획공간(412)을 구획하는 격벽(413)을 포함한다.The
제1 구획공간(411)에 작동부재(430)와 탄성부재(440)가 위치한다. 제2 구획공간(412)에 자기장 생성장치(420)와 자극편(450)이 위치한다. 자극편(450) 내부에 자기장 생성장치(420)가 위치한다. 자기장 생성장치(420)는 제1 극(421), 제1 극(421)에 대향 구비되는 제2 극(422) 및 제1 극(421)과 제2 극(422) 둘레에 감기는 코일부(423)를 포함한다.The operating
격벽(413)에 의해 하우징(410) 내부가 제1 구획공간(411)과 제2 구획공간(412)으로 구획된다. 격벽(413) 대략 중앙에 관통공(413a)이 구비된다. 관통공(413a)은 제1 구획공간(411) 및 제2 구획공간(412)과 연통한다.The interior of the
작동부재(430)의 플레이트는 제1 구획공간(411)에 위치하는 제1 플레이트(431a), 제2 구획공간(412)에 위치하는 제2 플레이트(431c) 및 제1 플레이트(431a)와 제2 플레이트(431c)를 연결하는 연결부(431e)를 포함한다.The plate of the
제1 플레이트(431a)는 제1 구획공간(411)에서 탄성부재(440)에 의해 탄성 지지된다. 제1 플레이트(431a)는 제1 구획공간(411)에서 하강하면서 탄성부재(440)를 가압한다.The
제2 플레이트(431c)는 제1 구획공간(411)에서 자극편(450) 방향으로 하강하면서 자극편(450)과 접촉한다.The
연결부(431e)는 제1 플레이트(431a)와 격벽(413) 사이에 위치하는 탄성부재(440) 내부를 지나면서 격벽(413)의 관통공(413a)을 통과한다. 연결부(431e)는 격벽(413)의 관통공(413a)을 따라 승강작동을 한다. 이와 같은 제1 플레이트(431a), 제2 플레이트(431c), 연결부(431e)의 구조로 인해 작동부재의 안정적인 움직임 가능하다.The connecting
제1 플레이트(431a)는 자기장 생성장치(420)에서 생성된 자기장(M)의 영향으로 자기장 생성장치(420) 방향으로 작동하면서 탄성부재(440)를 가압한다.The
다음은 본 발명의 제4 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the fourth embodiment of the present invention.
도 5의 (a)와 같이 코일부(423)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 제1 플레이트(431a)는 탄성부재(440)에 의해 탄성 지지된 상태이다.In the initial state in which no current is applied to the
도 5의 (b)와 같이 자기장 생성장치(420)의 코일부(423)에 전류를 인가하면 제1 극(421)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 자기장(M)의 영향으로 제1 플레이트(431a)가 탄성부재(440)를 누르면서 제1 구획공간(411)에서 하강함에 따라 연결부(431e)에 의해 제1 플레이트(431a)와 연결된 제2 플레이트(431c)가 자극편(450)과 접촉한다. 탄성부재(440)는 제1 플레이트(431a)의 하강작동에 의해 압축된다.As shown in FIG. 5B, when a current is applied to the
자기장(M)이 사라지면 탄성부재(440)를 누르는 힘이 사라지고 이로 인해 탄성부재(440)가 신장되면서 제1 플레이트(431a)를 상향으로 밀어 올린다.When the magnetic field M disappears, the force for pressing the
제1 플레이트(431a)의 상면과 연결된 핀(432)은 제1 플레이트(431a)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제5 실시예의 구성을 설명한다.The following describes the configuration of a fifth embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the operation of the operating member according to a fifth embodiment of the present invention.
본 발명의 제5 실시예는 2개의 자기장 생성장치(522)를 적용함으로써 스프링(Spring) 등과 같은 강한 탄성부재(540)를 사용할 수 있다. 탄성부재(540)가 강해지면 핀(532)의 힘을 더욱 높혀 사용자에게 강한 햅틱 감각을 제공할 수 있다.In the fifth embodiment of the present invention, a strong
자극편은 하우징(510)의 내부 상부에 위치하는 제1 자극편(551) 및 하우징(510)의 내부 하부에 위치하는 제2 자극편(552)을 포함한다.The magnetic pole piece includes a first
제1 자극편(551)의 대략 중앙에 제1 경사 관통구멍(551a)이 천공된다. 제1 경사 관통구멍(551a)은 하향으로 갈수록 폭이 넓어지는 구조로 형성된다.The first inclined through
제2 자극편(552)은 하우징(510) 내부 하부에 구비된다. 제2 자극편(552)은 제1 자극편(551)에 대향하여 제1 자극편(551) 아래에 위치한다. 제2 자극편(552)의 대략 중앙에는 제2 경사 관통구멍(552a)이 천공된다. 제2 경사 관통구멍(552a)은 제1 경사 관통구멍(551a)과 동일한 구조로 구성된다.The
제1 경사 관통구멍(551a)과 제2 경사 관통구멍(552a)은 동일 중심축 상에 위치하고, 플레이트가 승강작동을 하는 하우징(510) 내부의 통로(553) 상에 위치한다.The first inclined through
플레이트는 하우징(510)의 내부 상부에 위치하는 제1 플레이트(531a), 하우징(510)의 내부 하부에 위치하는 제2 플레이트(531c) 및 제1 플레이트(531a)와 제2 플레이트(513c)를 연결하는 연결부(531e)를 포함한다.The plate may include a
제1 플레이트(531a)는 핀(532)과 연결된다. 제1 플레이트(531a)는 제1 경사 관통구멍(551a)에 부합하는 제1 경사측면(531b)을 가진다. 제1 경사측면(531b)은 핀(532) 방향으로 갈수록 폭이 좁아지고, 제2 플레이트(531c) 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 구조로 형성된다.The
제2 플레이트(531c)는 제2 경사측면(531d)을 가진다. 제2 경사측면(531d)은 제2 경사 관통구멍(552a)에 부합한다. 제2 경사측면(531d)은 제1 플레이트(531a) 방향을 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 형성된다.The
하우징(510) 내부의 통로(553)를 중심으로 좌우 양측으로 제1 자기장 생성장치(521) 및 제2 자기장 생성장치(522)가 구비된다.The first
제1 자기장 생성장치(521)는 제1 플레이트(531a)와 제2 플레이트(531c) 사이에 위치한다. 제1 자기장 생성장치(521)는 제1 극(521a), 제1 극(521a)에 대향 구비되는 제2 극(521b) 및 제1 극(521a)과 제2 극(521b) 둘레에 감기는 코일부(521c)를 포함한다. 제1 자기장 생성장치(521)의 제1 극(521a)과 제2 극(521b)은 수평 방향으로 배열될 수 있다.The first magnetic
제2 자기장 생성장치(522)는 제1 자기장 생성장치(521)에 대향하여 제1 플레이트(531a)와 제2 플레이트(531c) 사이에 위치한다. 제2 자기장 생성장치(522)는 제1 극(522a), 제1 극(522a)에 대향 구비되는 제2 극(522b) 및 제1 극(522a)과 제2 극(522b) 둘레에 감기는 코일부(522c)를 포함한다. 제2 자기장 생성장치(522)의 제1 극(522a)과 제2 극(522b)은 수평 방향으로 배열될 수 있다.The second magnetic
작동부재(530)는 핀(532) 및 제1 플레이트(531a)와 제2 플레이트(531c)로 구성되는 플레이트를 포함한다.The
핀(532)은 제1 플레이트(531a)의 상면 대략 중앙에 구비된다. 핀(532)에 탄성부재(540)가 결합된다. 탄성부재(540)는 하우징(510) 내부 상부 내벽면에 지지된 상태로 제1 플레이트(531a)를 탄성 지지한다.The
다음은 본 발명의 제5 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the fifth embodiment of the present invention.
도 6의 (a)와 같이 제1 자기장 생성장치(521)의 코일부(521c)와 제2 자기장 생성장치(522)의 코일부(521c)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 플레이트는 탄성부재(540)에 의해 탄성 지지된 상태이다.As shown in FIG. 6A, in the initial state in which no current is applied to the
도 6의 (b)와 같이 제1 자기장 생성장치(521)의 코일부(521c)와, 제2 자기장 생성장치(522)의 코일부(522c)에 전류를 인가하면 제1 자기장 생성장치(521)의 제1 극(521a)과 제2 자기장 생성장치(522) 제1 극(522a)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다.As shown in FIG. 6B, when a current is applied to the
자기장(M)의 영향으로 제1 플레이트(531a)는 상승하여 탄성부재(540)를 밀면서 제1 경사측면(531b)이 제1 경사 관통구멍(551a)으로 삽입된다. 연결부에 의해 제1 플레이트(531a)와 연결된 제2 플레이트(531c)도 제1 플레이트(531a)와 동반 상승하여 제2 경사측면(531b)이 제2 경사 관통구멍(552a)으로 삽입된다.The first
제1 플레이트(531a)의 상면과 연결된 핀(532)은 제1 플레이트(531a)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제6 실시예에 따른 구성을 설명한다.Next, a configuration according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.7 is a view showing the operation of the operating member according to the sixth embodiment of the present invention.
본 발명의 제6 실시예는 핀(632)을 제외하고 제5 실시예와 수평 대칭 구조를 이룬다.The sixth embodiment of the present invention has a horizontally symmetrical structure with the fifth embodiment except for the
본 발명의 제6 실시예는 하우징(610)의 내부 상부에 위치하는 제1 자극편(651) 및 하우징(610)의 내부 하부에 위치하는 제2 자극편(652)을 포함한다.The sixth embodiment of the present invention includes a first
제1 자극편(651)의 대략 중앙에 제1 경사 관통구멍(651a)이 천공된다. 제1 경사 관통구멍(651a)은 하향으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 형성된다.The first inclined through
제2 자극편(652)은 하우징(610) 내부 하부에 구비된다. 제2 자극편(652)은 제1 자극편(651)에 대향하여 제1 자극편(651) 아래에 위치한다. 제2 자극편(652)의 대략 중앙에는 제2 경사 관통구멍(652a)이 천공된다. 제2 경사 관통구멍(652a)은 제1 경사 관통구멍(651a)과 동일한 형태로 구성된다.The
제1 경사 관통구멍(651a)과 제2 경사 관통구멍(652a)은 동일 중심축 상에 위치하고, 플레이트가 승강작동을 하는 하우징(610) 내부의 통로(653) 상에 위치한다.The first inclined through
플레이트는 하우징(610)의 내부 상부에 위치하는 제1 플레이트(631a), 하우징(610)의 내부 하부에 위치하는 제2 플레이트(631c) 및 제1 플레이트(631a)와 제2 플레이트(613c)를 연결하는 연결부(631e)를 포함한다.The plate may include a
제1 플레이트(631a)는 핀(632)과 연결된다. 제1 플레이트(631a)는 제1 경사 관통구멍(651a)에 부합하는 제1 경사측면(631b)을 가진다. 제1 경사측면(631b)은 핀(632) 방향으로 갈수록 폭이 넓어지고, 제2 플레이트(631c) 방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 구조로 형성된다.The
제2 플레이트(631c)는 제2 경사측면(631d)을 가진다. 제2 경사측면(631d)은 제2 경사 관통구멍(652a)에 부합한다. 제2 경사측면(631d)은 제1 플레이트(631a) 방향으로 갈수록 폭이 넓어지는 구조로 형성된다.The
하우징(610) 내부의 통로(653)를 중심으로 좌우 양측으로 제1 자기장 생성장치(621) 및 제2 자기장 생성장치(622)가 구비된다.The first magnetic
제1 자기장 생성장치(621)는 제1 플레이트(631a)와 제2 플레이트(631c) 사이에 위치한다. 제1 자기장 생성장치(621)는 제1 극(621a), 제1 극(621a)에 대향 구비되는 제2 극(621b) 및 제1 극(621a)과 제2 극(621b) 둘레에 감기는 코일부(621c)를 포함한다. 제1 자기장 생성장치(621)의 제1 극(621a)과 제2 극(621b)은 수평 방향으로 배열될 수 있다.The first magnetic
제2 자기장 생성장치(622)는 제1 자기장 생성장치(621)에 대향하여 제1 플레이트(631a)와 제2 플레이트(631c) 사이에 위치한다. 제2 자기장 생성장치(622)는 제1 극(622a), 제1 극(622a)에 대향 구비되는 제2 극(622b) 및 제1 극(622a)과 제2 극(622b) 둘레에 감기는 코일부(622c)를 포함한다. 제2 자기장 생성장치(622)의 제1 극(622a)과 제2 극(622b)은 수평 방향으로 배열될 수 있다.The second magnetic field generating device 622 is positioned between the
작동부재(630)는 핀(632) 및 제1 플레이트(631a)와 제2 플레이트(631c)로 구성되는 플레이트를 포함한다.The
핀(632)은 제1 플레이트(631a)의 상면 대략 중앙에 구비된다. 탄성부재(640)는 하우징(610) 내부 하부 내벽면에 지지된 상태로 제2 플레이트(631c)를 탄성 지지한다.The
다음은 본 발명의 제6 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the sixth embodiment of the present invention.
도 7의 (a)와 같이 제1 자기장 생성장치(621)의 코일부(621c)와 제2 자기장 생성장치(622)의 코일부(622c)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 플레이트는 탄성부재(640)에 의해 탄성 지지된 상태이다.As shown in FIG. 7A, the plate is made of an elastic member in an initial state in which no current is applied to the
도 7의 (b)와 같이 제1 자기장 생성장치(621)의 코일부(621c)와, 제2 자기장 생성장치(622)의 코일부(622c)에 전류를 인가하면 제1 자기장 생성장치(621)의 제1 극(621a)과 제2 자기장 생성장치(622)의 제1 극(622a)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다.As shown in FIG. 7B, when a current is applied to the
자기장(M)의 영향으로 제2 플레이트(631c)는 하강하여 탄성부재(640)를 밀면서 제2 경사측면(631d)이 제2 경사 관통구멍(652a)으로 삽입된다. 연결부(631e)에 의해 제2 플레이트(631c)와 연결된 제1 플레이트(631a)도 제2 플레이트(631c)와 동반 하강하여 제1 경사측면(631b)이 제1 경사 관통구멍(651a)으로 삽입된다.Under the influence of the magnetic field M, the
제1 플레이트(631a)의 상면과 연결된 핀(632)은 제1 플레이트(631a)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제7 실시예에 따른 구성을 설명한다.Next, a configuration according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.8 is a view showing the operation of the operating member according to the seventh embodiment of the present invention.
본 발명의 제7 실시예는 수직 방향으로 2개의 자기장 생성장치를 가진다. 자기장 생성장치는 하우징(710) 내부 상부에 구비되는 제1 자기장 생성장치(721) 및 하우징(710) 내부 하부에 구비되는 제2 자기장 생성장치(722)를 포함한다.The seventh embodiment of the present invention has two magnetic field generating devices in the vertical direction. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device 721 provided in the upper portion of the
하우징(710) 내부 상부에 위치하는 제1 자기장 생성장치(721)는 플레이트(731) 내부에 장착되고, 하우징(710) 내부 하부에 위치하는 제2 자기장 생성장치(722)는 고정된다.The first magnetic field generating device 721 located above the
제1 자기장 생성장치(721)와 제2 자기장 생성장치(722)가 당기는 인력에 의해 단순히 작동부재(730)만 당기는 경우보다 힘의 크기를 더 크게 할 수 있다. 힘의 크기가 크므로 더 강한 탄성부재(740)를 사용할 수 있다.The force of the first magnetic field generating device 721 and the second magnetic
제1 자기장 생성장치(721)는 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극(721a), 제1 극(721a)과 대향 구비되고 제1 극(721a)과 다른 극을 구성하는 제2 극(721b) 및 제1 극(721a)과 제2 극(721b) 둘레에 감기면서 전류가 흐르는 코일부(721c)를 포함한다.The first magnetic field generating device 721 is provided with a
제2 자기장 생성장치(722)는 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극(722a), 제1 극(722a)과 대향 구비되고 제1 극(722a)과 다른 극을 구성하는 제2 극(722b) 및 제1 극(722a)과 제2 극(722b) 둘레에 감기면서 전류가 흐르는 코일부(722c)를 포함한다.The second magnetic
자극편은 하우징(710) 내부 상부에 위치하는 제1 자극편(751) 및 제1 자극편(751)에 대향하여 하우징(710) 내부 하부에 위치하는 제2 자극편(752)을 포함한다.The magnetic pole piece includes a first
제1 자기장 생성장치(721)는 제1 자극편(751) 내부에 위치한다. 제2 자기장 생성장치(722)는 제2 자극편(752) 내부에 위치한다.The first magnetic field generating device 721 is located inside the first
제1 자극편(751) 및 제1 자기장 생성장치(721)는 플레이트(731) 내부에 장착된다. 제2 자극편(752)을 향하는 플레이트(731)의 저면은 탄성부재(740)의 의해 탄성 지지된다. 탄성부재(740)는 제2 자극편(752)에 결합된다. 제2 자극편(752)은 탄성부재(740) 내부에 위치한다.The first
플레이트(731)는 제1 자기장 생성장치(721)와 제2 자기장 생성장치(722)에서 생성된 자기장(M)의 영향으로 탄성부재(740)를 제2 자기장 생성장치(722) 방향으로 밀면서 제2 자극편(752)과 접촉한다.The
다음은 본 발명의 제7 실시예에 따른 작동을 설명한다.The following describes the operation according to the seventh embodiment of the present invention.
도 8의 (a)와 같이 제1 자기장 생성장치(721)의 코일부(721c) 및 제2 자기장 생성장치(722)의 코일부(722c)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 플레이트(731)는 탄성부재(740)에 의해 탄성 지지된 상태이다.As shown in FIG. 8A, the
도 8의 (b)와 같이 제1 자기장 생성장치(721)의 코일부(721c) 및 제2 자기장 생성장치(722)의 코일부(722c)에 전류를 인가하면 제1 자기장 생성장치(721)의 제1 극(721a)과 제2 자기장 생성장치(722)의 제1 극(722a)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 자기장(M)의 영향으로 플레이트(731)가 하우징(710) 내부를 따라 제2 자극편(752) 방향으로 하강한다. 플레이트(731)는 탄성부재(740)를 밀면서 제2 자극편(752)을 향하는 저면 부위가 제2 자극편(752)과 접촉한다.As shown in FIG. 8B, when a current is applied to the
자기장(M)이 사라지면 탄성부재(740)를 누르는 힘이 사라지고 이로 인해 탄성부재(740)가 신장되면서 플레이트(731)를 상향으로 밀어 올린다.When the magnetic field M disappears, the force for pressing the
플레이트(731)와 연결된 핀(732)은 플레이트(731)와 함께 승강작동을 한다.The
다음은 본 발명의 제8 실시예에 따른 구성을 설명한다.Next, a configuration according to an eighth embodiment of the present invention will be described.
도 9은 본 발명의 제8 실시예에 따른 작동부재의 작동을 나타내는 도면이다.9 is a view showing the operation of the operating member according to the eighth embodiment of the present invention.
본 발명의 제8 실시예는 제7 실시예와 같이 자기력을 인력으로 사용하지 않고 척력으로 사용하는 구조이다.In the eighth embodiment of the present invention, as in the seventh embodiment, the magnetic force is used as the repulsive force instead of the attractive force.
본 발명의 제8 실시예는 수직 방향으로 2개의 자기장 생성장치를 가진다. 자기장 생성장치는 하우징(810) 내부 상부에 구비되는 제1 자기장 생성장치(821) 및 하우징(810) 내부 하부에 구비되는 제2 자기장 생성장치(822)를 포함한다.The eighth embodiment of the present invention has two magnetic field generating devices in the vertical direction. The magnetic field generating device includes a first magnetic field generating device 821 provided at an upper portion inside the
하우징(810) 내부 상부에 위치하는 제1 자기장 생성장치(821)는 플레이트(831) 내부에 장착되고, 하우징(810) 내부 하부에 위치하는 제2 자기장 생성장치(822)는 고정된다.The first magnetic field generating device 821 positioned above the
제1 자기장 생성장치(821)와 제2 자기장 생성장치(822)가 밀어내는 척력에 의해 단순히 작동부재(830)만 당기는 경우보다 힘의 크기를 더 크게 할 수 있다. 힘의 크기가 크므로 더 강한 탄성부재(840)를 사용할 수 있다.The repulsive force pushed by the first magnetic field generating device 821 and the second magnetic
제1 자기장 생성장치(821)는 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극(821a), 제1 극(821a)과 대향 구비되고 제1 극(821a)과 다른 극을 구성하는 제2 극(821b) 및 제1 극(821a)과 제2 극(821b) 둘레에 감기면서 전류가 흐르는 코일부(821c)를 포함한다.The first magnetic field generating device 821 is provided with a
제2 자기장 생성장치(822)는 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극(822a), 제1 극(822a)과 대향 구비되고 제1 극(822a)과 다른 극을 구성하는 제2 극(822b) 및 제1 극(822a)과 제2 극(822b) 둘레에 감기면서 전류가 흐르는 코일부(822c)를 포함한다.The second magnetic
자극편은 하우징(810) 내부 상부에 위치하는 제1 자극편(851) 및 제1 자극편(851)에 대향하여 하우징(810) 내부 하부에 위치하는 제2 자극편(852)을 포함한다.The magnetic pole piece includes a first
제1 자기장 생성장치(821)는 제1 자극편(851) 내부에 위치한다. 제2 자기장 생성장치(822)는 제2 자극편(852) 내부에 위치한다.The first magnetic field generating device 821 is positioned inside the first
제1 자극편(851) 및 제1 자기장 생성장치(821)는 플레이트(831) 내부에 장착된다. 제2 자극편(852)을 향하는 플레이트(831)의 저면은 탄성부재(840)의 의해 탄성 지지된다. 탄성부재(840)는 플레이트(831) 상면에 구비되는 핀(832)에 결합된다. 핀(832) 탄성부재(840) 내측에 위치한다.The first
플레이트(831)는 제1 자기장 생성장치(821)와 제2 자기장 생성장치(822)에서 생성된 자기장(M)의 척력으로 탄성부재(840)를 상향으로 밀면서 제2 자극편(852)에서 떨어지게 된다.The
다음은 본 발명의 제8 실시예의 작동을 설명한다.The following describes the operation of the eighth embodiment of the present invention.
도 9의 (a)와 같이 제1 자기장 생성장치(821)의 코일부(821c) 및 제2 자기장 생성장치(822)의 코일부(822c)에 전류를 가하지 않은 초기 상태에서 플레이트(831)는 하우징(810) 내부 상부에 위치하는 탄성부재(840)에 의해 탄성 지지된 상태이다.As shown in FIG. 9A, the
도 9의 (b)와 같이 제1 자기장 생성장치(821)의 코일부(821c) 및 제2 자기장 생성장치(822)의 코일부(822c)에 전류를 인가하면 제1 자기장 생성장치(821)의 제1 극(821a)과 제2 자기장 생성장치(822)의 제1 극(822a)의 자기장(M) 방향이 변하게 된다. 이때, 제1 자기장 생성장치(821)과 제2 자기장 생성장치(822) 서로 밀어내는 척력이 발생한다. As shown in FIG. 9B, when current is applied to the
척력으로 플레이트(831)가 하우징(810) 내부를 따라 상승한다. 플레이트(831)는 탄성부재(840)를 상향으로 밀면서 제2 자극편(852)과 접촉 상태에서 제2 자극편(852)으로부터 떨어지게 된다.Repulsively the
자기장(M)이 사라지면 탄성부재(840)를 미는 힘이 사라지고 이로 인해 탄성부재(840)가 초기와 같이 신장되면서 플레이트(831)가 하향으로 밀리게 된다. 이로 인해 플레이트(831)는 저면 부위가 초기 상태와 같이 제2 자극편(852)의 상면에 접촉하게 된다.When the magnetic field M disappears, the force for pushing the
플레이트(831)와 연결된 핀(832)은 플레이트(831)와 함께 승강작동을 한다.The
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810 : 하우징
411 : 제1 구획공간
412 : 제2 구획공간
413 : 격벽
413a : 관통공
120, 220, 320, 420 : 자기장 생성장치
521, 621, 721, 821 : 제1 자기장 생성장치
522, 622, 722, 822 : 제2 자기장 생성장치
121, 221, 321, 421, 521a, 522a, : 제1 극
621a, 622a, 721a, 722a, 822a, 822a : 제1 극
122, 222, 322, 422, 521b, 522b : 제2 극
621b, 622b, 721b, 722b, 821b, 822b : 제2 극
123, 223, 323, 423, 521c, 522c : 코일부
621c, 622c, 721c, 722c, 821c, 822c : 코일부
323a : 비자성체
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830 : 작동부재
131, 231, 331, 731, 831 : 플레이트
431a, 531a, 631a : 제1 플레이트
531b, 631b : 제1 경사측면
431c, 531c, 631c : 제2 플레이트
531d, 631d : 제2 경사측면
431e, 531e, 631e : 연결부
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732, 832 : 핀
233 : 자석
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840 : 탄성부재
150, 250, 350, 450 : 자극편
351 : 상부
352 : 측면
353 : 바닥면
551, 651, 751, 851 : 제1 자극편
551a, 651a : 제1 경사 관통구멍
552, 652, 752, 852 : 제2 자극편
552a, 652a : 제2 경사 관통구멍
553, 653 : 통로
M : 자기장110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810: housing
411: first compartment
412: second compartment
413: bulkhead
413a: through hole
120, 220, 320, 420: magnetic field generating device
521, 621, 721, 821: first magnetic field generating device
522, 622, 722, 822: second magnetic field generating device
121, 221, 321, 421, 521a, 522a,: first pole
621a, 622a, 721a, 722a, 822a, 822a: first pole
122, 222, 322, 422, 521b, 522b: second pole
621b, 622b, 721b, 722b, 821b, 822b: second pole
123, 223, 323, 423, 521c, 522c: coil part
621c, 622c, 721c, 722c, 821c, 822c: coil part
323a: nonmagnetic material
130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830: working member
131, 231, 331, 731, 831: plate
431a, 531a, 631a: first plate
531b and 631b: first inclined side surface
431c, 531c, 631c: second plate
531d and 631d: second inclined side surfaces
431e, 531e, 631e: Connection
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732, 832: pin
233: Magnet
140, 240, 340, 440, 540, 640, 740, 840: elastic member
150, 250, 350, 450: magnetic pole pieces
351: upper
352: side
353: bottom surface
551, 651, 751, 851: first magnetic pole piece
551a and 651a: first inclined through hole
552, 652, 752, 852: second magnetic pole piece
552a, 652a: second inclined through hole
553, 653: passage
M: magnetic field
Claims (19)
상기 하우징에 내부에 구비되는 자기장 생성장치;
상기 자기장 생성장치의 자기장에 영향을 받아 작동하는 작동부재; 및
상기 작동부재를 탄성 지지하는 것으로서, 상기 자기장 생성장치의 자기장에 영향을 받아 작동하는 작동부재에 의해 압축되는 탄성부재;
를 포함하고,
상기 하우징 내부에 자극편이 구비되고 상기 자극편 내부에 상기 자기장 생성장치가 구비되며,
상기 하우징과 탄성부재는 비자성체이며 상기 작동부재는 자성체이고,
상기 작동부재는,
상기 하우징 내부에 위치하면서 상기 하우징 내부에서 상기 탄성부재와 접촉 상태로 작동을 하면서 상기 탄성부재를 가압하는 플레이트; 및
끝단부가 상기 하우징 외측으로 노출되는 것으로서, 상기 플레이트의 일면에 연결되어 상기 플레이트와 함께 작동하는 핀;
을 포함하며,
상기 자기장 생성장치는,
상기 자극편 내부에 구비되며 N극 또는 S극을 구성하는 제1 극;
상기 제1 극과 대향 구비되고 상기 제1 극과 다른 극을 구성하는 제2 극; 및
상기 제1 극과 제2 극 둘레에 감기는 코일부;
을 포함하고,
상기 자극편은 상기 플레이트와 대향 위치하면서 상부는 개방되고 측면과 바닥면은 막힌 구조를 이루고 내부에 상기 탄성부재가 위치하며, 상기 제1 극과 제2 극은 상기 탄성부재 내부에 위치하고, 상기 제1 극과 제2 극의 상기 플레이트 쪽 일측 단부에 비자성체가 구비되며, 상기 플레이트는 상기 자기장 생성장치에서 생성된 자기장의 영향으로 상기 자극편 방향으로 이동하여 상기 탄성부재를 밀면서 상기 자극편과 접촉하는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.housing;
A magnetic field generating device provided inside the housing;
An operating member which is operated under the influence of the magnetic field of the magnetic field generating device; And
An elastic member that elastically supports the operating member, the elastic member being compressed by the operating member that is operated under the influence of the magnetic field of the magnetic field generating device;
Including,
A magnetic pole piece is provided inside the housing, and the magnetic field generating device is provided inside the magnetic pole piece.
The housing and the elastic member is a nonmagnetic material and the operating member is a magnetic material,
The operating member,
A plate positioned within the housing to press the elastic member while operating in contact with the elastic member within the housing; And
An end portion exposed to the outside of the housing, the pin being connected to one surface of the plate and operating together with the plate;
Including;
The magnetic field generating device,
A first pole provided inside the pole piece and constituting an N pole or an S pole;
A second pole provided opposite the first pole and constituting a pole different from the first pole; And
A coil part wound around the first pole and the second pole;
Including,
The pole piece is positioned opposite to the plate, the top is open, the side and the bottom surface is formed in a closed structure and the elastic member is located therein, the first pole and the second pole is located inside the elastic member, A nonmagnetic material is provided at one end of the plate side of the first pole and the second pole, and the plate moves in the direction of the magnetic pole piece under the influence of the magnetic field generated by the magnetic field generating device, and contacts the pole piece while pushing the elastic member. Haptic actuator, characterized in that.
상기 제1 극과 제2 극은,
수직 또는 수평 방향으로 배열되는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.The method of claim 1,
The first pole and the second pole,
Haptic actuators, characterized in that arranged in the vertical or horizontal direction.
상기 탄성부재는,
스프링인 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.The method of claim 1,
The elastic member,
Haptic actuator, characterized in that the spring.
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