KR102183882B1

KR102183882B1 - Hybrid actuator

Info

Publication number: KR102183882B1
Application number: KR1020180118449A
Authority: KR
Inventors: 김천명; 정성철; 이지영; 홍성진
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2018-10-04
Filing date: 2018-10-04
Publication date: 2020-11-27
Also published as: KR20200038789A

Abstract

본 발명은 중고역 대역의 음향은 압전소자를 통해 발생시키고, 저음역 대역의 음향과 진동 신호는 리니어 액추에이터를 통해 발생시키는 하이브리드 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 외관을 형성하는 하우징, 하우징의 하면에 설치되는 폴피스, 폴피스의 외주에 설치되는 보이스 코일을 포함하는 고정자, 폴피스 및 영구자석과 동심을 이루며 자기갭을 두고 설치되는 영구자석, 영구자석과 결합되어 진동 무게를 증가시키는 웨이트 및 영구자석과 웨이트에 부착되는 요크를 포함하는 진동자, 진동자를 하우징에 대해 탄성 지지하는 탄성 부재 및 하우징의 일 면에 부착되는 압전 소자, 하우징의 하면 상에 설치되며 보이스 코일과 압전 소자 사이로 진동 신호와 음성 신호를 전달하는 F-PCB를 포함하며, 폴피스는 원통형의 보이스 코일 설치부 및 원판형의 헤드부를 구비하며, 헤드부의 자계 중심은 영구자석의 자계 중심보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. An object of the present invention is to provide a hybrid actuator in which the sound of the mid-range band is generated through a piezoelectric element, and the sound and vibration signal in the low-range band are generated through a linear actuator.
The present invention comprises a housing forming the exterior, a pole piece installed on the lower surface of the housing, a stator including a voice coil installed on the outer circumference of the pole piece, a permanent magnet concentric with the pole piece and a permanent magnet and installed with a magnetic gap, A vibrator including a weight that is combined with a permanent magnet to increase the vibration weight and a yoke attached to the permanent magnet and the weight, an elastic member that elastically supports the vibrator against the housing, and a piezoelectric element attached to one side of the housing, on the lower surface of the housing It is installed on and includes an F-PCB that transmits vibration and voice signals between the voice coil and the piezoelectric element.The pole piece has a cylindrical voice coil installation part and a disk-shaped head part, and the magnetic field center of the head part is of a permanent magnet. It provides a hybrid actuator, characterized in that located above the center of the magnetic field.

Description

Hybrid actuator {HYBRID ACTUATOR}

본 발명은 압전 소자와 액추에이터를 일체화한 하이브리드 액추에이터에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid actuator in which a piezoelectric element and an actuator are integrated.

평면 패널 스피커는 예컨대 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기(PDA), 퍼스널 컴퓨터(PC) 등의 기기에서 사용되며, 일반적으로 액정 표시 소자 등의 표시 소자의 표시면을 덮어 기기의 표면에 배치되는 투명한 패널(평면)을 진동판으로 사용하는 구조로 되어 있다.Flat panel speakers are used in devices such as mobile phones, portable information terminals (PDAs), and personal computers (PCs), and are generally transparent panels disposed on the surface of devices by covering the display surface of display devices such as liquid crystal display devices. The flat surface) is used as a vibration plate.

도 1은 평면 패널 스피커의 종래 구성의 일 예로서 일본 특허 출원 공개 2004-104327호 공보에 기재되어 있는 구성을 도시한 것으로, 액추에이터(10)가 장착된 패널(21)에는, 휴대 전화기의 케이스(22)에 그 가장자리 부분이 고정 지지되어 휴대 전화기의 표면에 배치된다. 이때, 패널(21)의 가장자리 부분과 케이스(22) 사이에는 가스켓(23)이 전체 둘레에 걸쳐 끼워지고, 이 가스켓(23)을 통하여 패널(21)이 케이스(22)에 지지된다. 도 1에서, 24는 인쇄 회로 기판을 나타내고, 25는 액추에이터(10)를 인쇄 회로 기판(24)에 연결하기 위한 리드 선을 나타낸다. 도시하지는 않았으나, 인쇄 회로 기판(24) 상에는 표시 소자로서 예컨대 액정 표시 소자가 실장된다. FIG. 1 is a diagram showing a configuration described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-104327 as an example of a conventional configuration of a flat panel speaker. In a panel 21 on which an actuator 10 is mounted, a case of a mobile phone ( 22), its edge is fixedly supported and placed on the surface of the mobile phone. At this time, a gasket 23 is fitted over the entire circumference between the edge portion of the panel 21 and the case 22, and the panel 21 is supported by the case 22 through the gasket 23. In FIG. 1, 24 denotes a printed circuit board, and 25 denotes a lead wire for connecting the actuator 10 to the printed circuit board 24. Although not shown, a liquid crystal display device is mounted on the printed circuit board 24 as a display device.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 평면 패널 스피커에서는 액추에이터(10)에 음성 신호를 입력하면 압전 진동판(11, 12)이 진동하고, 그 진동이 홀더(13)를 통과하여 파 형태로 패널(21)에 전달되어 패널(21) 전체에서 소리를 방사하도록 되어 있다. 패널(21)과 케이스(22) 사이에 끼워진 가스켓(23)에 의해 케이스(22)로 전달되는 진동이 감소되고 패널(21)의 진동량을 증가시킬 수 있다.In the flat panel speaker having the configuration as described above, when a voice signal is input to the actuator 10, the piezoelectric diaphragms 11 and 12 vibrate, and the vibration passes through the holder 13 and passes to the panel 21 in a wave form. It is transmitted so as to radiate sound from the entire panel 21. The vibration transmitted to the case 22 by the gasket 23 sandwiched between the panel 21 and the case 22 is reduced, and the amount of vibration of the panel 21 may be increased.

그러나 압전 진동판은 중고역 대역의 음압은 충분한 반면 저역대의 음압 발생은 부족하다는 한계가 있다. 또한 압전소자는 음향을 발생시킬만한 진동력은 충분히 발생시킬 수 있으나, 진동 기능으로 사용할만큼의 강한 진동력은 제공할 수 없다는 단점이 있다. However, the piezoelectric diaphragm has a limitation in that the sound pressure in the mid and mid-range is sufficient while the sound pressure in the low-range is insufficient. In addition, the piezoelectric element can sufficiently generate a vibration force capable of generating sound, but has a disadvantage in that it cannot provide a vibration force strong enough to be used as a vibration function.

일본 특허 출원 공개 2004-104327호Japanese Patent Application Publication No. 2004-104327

본 발명은 중고역 대역의 음향은 압전소자를 통해 발생시키고, 저음역 대역의 음향과 진동 신호는 리니어 액추에이터를 통해 발생시키는 하이브리드 액추에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a hybrid actuator in which the sound of the mid-range band is generated through a piezoelectric element, and the sound and vibration signal of the low-range band are generated through a linear actuator.

본 발명은 외관을 형성하는 하우징, 하우징의 하면에 설치되는 폴피스, 폴피스의 외주에 설치되는 보이스 코일을 포함하는 고정자, 폴피스 및 영구자석과 동심을 이루며 자기갭을 두고 설치되는 영구자석, 영구자석과 결합되어 진동 무게를 증가시키는 웨이트 및 영구자석과 웨이트에 부착되는 요크를 포함하는 진동자, 진동자를 하우징에 대해 탄성 지지하는 탄성 부재 및 하우징의 일 면에 부착되는 압전 소자, 하우징의 하면 상에 설치되며 보이스 코일과 압전 소자 사이로 진동 신호와 음성 신호를 전달하는 F-PCB를 포함하며, 폴피스는 원통형의 보이스 코일 설치부 및 원판형의 헤드부를 구비하며, 헤드부의 자계 중심은 영구자석의 자계 중심보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. The present invention comprises a housing forming the exterior, a pole piece installed on the lower surface of the housing, a stator including a voice coil installed on the outer circumference of the pole piece, a permanent magnet concentric with the pole piece and a permanent magnet and installed with a magnetic gap, A vibrator including a weight that is combined with a permanent magnet to increase the vibration weight and a yoke attached to the permanent magnet and the weight, an elastic member that elastically supports the vibrator against the housing, and a piezoelectric element attached to one side of the housing, on the lower surface of the housing It is installed on and includes an F-PCB that transmits vibration and voice signals between the voice coil and the piezoelectric element.The pole piece has a cylindrical voice coil installation part and a disk-shaped head part, and the magnetic field center of the head part is of a permanent magnet. It provides a hybrid actuator, characterized in that located above the center of the magnetic field.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 하우징의 상면에는 진동 소음을 감소시키기 위한 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, there is provided a hybrid actuator, characterized in that a damper for reducing vibration noise is provided on an upper surface of the housing.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 하우징의 상면에는 진동 소음을 감소시키기 위한 자성 유체가 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, there is provided a hybrid actuator, characterized in that a magnetic fluid for reducing vibration noise is provided on an upper surface of the housing.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 폴 피스는 하우징의 하면에 압입되며, 하우징은 폴 피스의 압입을 위한 보스부를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, the pole piece is press-fit into the lower surface of the housing, and the housing provides a hybrid actuator, characterized in that it has a boss portion for press-fitting the pole piece.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 하우징과 보스부에 압입된 폴 피스는 하우징의 외면에서 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, there is provided a hybrid actuator characterized in that the pole pieces pressed into the housing and the boss are welded to each other on the outer surface of the housing.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 진동부의 낙하 충격으로 인해 압전소자와 F-PCB의 손상을 방지하기 위해 F-PCB 및 압전소자의 진동부 사이에 설치되는 크랙방지 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, in order to prevent damage to the piezoelectric element and the F-PCB due to the dropping impact of the vibration unit, it characterized in that it further comprises a crack prevention damper installed between the vibration unit of the F-PCB and the piezoelectric element. Hybrid actuators are provided.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 크랙방지 댐퍼는 F-PCB의 납땜부를 피해서 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, there is provided a hybrid actuator, characterized in that the crack prevention damper is formed avoiding the soldering portion of the F-PCB.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 크랙방지 댐퍼는 F-PCB의 상면과 크랙방지 댐퍼의 하면 사이에 완충 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 액추에이터를 제공한다. In addition, as another example of the present invention, the crack prevention damper provides a hybrid actuator, characterized in that a buffer space is formed between the upper surface of the F-PCB and the lower surface of the crack prevention damper.

본 발명이 제공하는 하이브리드 액추에이터 및 이를 구비하는 멀티 미디어 장치는, 리니어 액추에이터와 압전 소자를 일체화하여 저역대의 음향과 체감 진동을 리니어 액추에이터가 담당하고, 중고역의 음향을 압전 소자가 담당함으로써 종래 압전 소자를 사용한 패널 스피커의 단점을 보완할 수 있다. In the hybrid actuator provided by the present invention and a multimedia device having the same, the linear actuator and the piezoelectric element are integrated so that the linear actuator is in charge of low-frequency sound and haptic vibration, and the piezoelectric element is in charge of the sound of the medium and high frequencies, so that conventional piezoelectric elements are used. The disadvantages of the panel speaker used can be compensated.

또한 본 발명이 제공하는 하이브리드 액추에이터는 진동 모듈과 압전 소자를 별도로 구비하지 않으므로 설치 공간 확보가 유리하다는 장점이 있다. In addition, since the hybrid actuator provided by the present invention does not separately include a vibration module and a piezoelectric element, it is advantageous to secure an installation space.

도 1은 종래 기술에 따른 압전 소자를 구비하는 평면 패널 스피커의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 분해 사시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 폴 피스를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 폴 피스와 영구 자석의 자계 중심을 비교한 도면,
도 6은 폴 피스의 자계 중심과 영구 자석의 자계 중심의 상대 위치별 주파수에 따른 진동가속도를 나타낸 그래프,
도 7은 폴 피스의 자계 중심과 영구 자석의 자계 중심의 상대 위치별 주파수에 따른 음압을 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 폴 피스 고정 구조를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도,
도 11은 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 댐퍼 설치 구조를 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도,
도 13은 제4 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 크랙방지 댐퍼 설치 구조를 도시한 도면.1 is a view showing an example of a flat panel speaker having a piezoelectric element according to the prior art;
2 is an exploded perspective view of a hybrid actuator according to a first embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to a first embodiment of the present invention,
4 is a view showing a pole piece provided in the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention,
5 is a view comparing the magnetic field center of a pole piece and a permanent magnet provided in the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention;
6 is a graph showing vibration acceleration according to frequency for each relative position between the magnetic field center of the pole piece and the magnetic field center of the permanent magnet;
7 is a graph showing the sound pressure according to the frequency for each relative position between the magnetic field center of the pole piece and the magnetic field center of the permanent magnet
8 is a view showing a pole piece fixing structure of the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention,
9 is a view showing a hybrid actuator according to a second embodiment of the present invention;
10 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to a third embodiment of the present invention,
11 is a view showing a damper installation structure of a hybrid actuator according to a third embodiment;
12 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to a fourth embodiment of the present invention,
13 is a view showing a structure for installing a crack prevention damper of a hybrid actuator according to a fourth embodiment.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도이다. 2 is an exploded perspective view of a hybrid actuator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터는, 하면을 이루는 하부 하우징(110)과 측면과 상면을 이루는 상부 하우징(120)이 결합된 하우징 내에 부품들이 설치된다. 하부 하우징(110)의 하면에는 고정자를 형성하는 폴피스(210), 폴피스(210)의 외주에는 권선된 코일(220)가 결합된다. 이때, 하부 하우징(110)의 중앙에는 내측, 즉 상부로 돌출되는 원통형 보스(112)가 형성되고, 폴피스(210)는 하부 하우징(110)의 보스(112)에 압입되어 고정될 수 있다. In the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention, components are installed in a housing in which a lower housing 110 forming a lower surface and an upper housing 120 forming a side surface and an upper surface are combined. A pole piece 210 forming a stator is coupled to a lower surface of the lower housing 110, and a coil 220 wound around the outer periphery of the pole piece 210 is coupled. At this time, a cylindrical boss 112 protruding from the inside, that is, upward, is formed in the center of the lower housing 110, and the pole piece 210 may be press-fitted into the boss 112 of the lower housing 110 to be fixed.

고정자(210, 220)와 동일 축 상에 상호 전자기력에 의해 상하로 진동하는 진동자가 배치된다. 진동자는 고정자(210, 220)와 에어갭을 가지며 배치되는 링 형상의 영구자석(310), 영구자석(310)의 외주에 결합되는 요크(320) 및 진동자의 진동력을 더하기 위해 요크(320)의 외측에 결합되는 웨이트(330)를 포함한다. 여기서 웨이트(330)는 텅스텐 재질인 것이 바람직하다. 한편, 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재(400)가 진동자와 상부 하우징(120) 사이에 개재될 수 있다. A vibrator that vibrates up and down by mutual electromagnetic force is disposed on the same axis as the stators 210 and 220. The vibrator has a stator (210, 220) and an air gap and a ring-shaped permanent magnet 310, a yoke 320 coupled to the outer periphery of the permanent magnet 310, and a yoke 320 to add the vibration force of the vibrator. It includes a weight 330 coupled to the outside of the. Here, the weight 330 is preferably made of tungsten. Meanwhile, an elastic member 400 that elastically supports the vibrator may be interposed between the vibrator and the upper housing 120.

본 발명의 제1 실시예에서는 하우징(110, 120), 진동자, 고정자가 모두 원형으로 되어 있어 탄성부재(400) 역시 원형으로 외주는 상부 하우징(120)에 중앙은 진동자에 고정되는 형상이다. 그러나, 하우징, 진동자, 고정자를 사각형으로 형성할 수도 있으며, 이 때 탄성부재는 2개 이상이 구비될 수 있고, 탄성부재의 형상도 달라질 수 있다. In the first embodiment of the present invention, the housings 110 and 120, the vibrator, and the stator are all circular, so that the elastic member 400 is also circular, and the center of the outer circumference of the upper housing 120 is fixed to the vibrator. However, the housing, the vibrator, and the stator may be formed in a square shape. In this case, two or more elastic members may be provided, and the shape of the elastic member may be changed.

한편 압전 소자(500)는 하부 하우징(110)의 상면, 즉 하우징의 내면에 부착된다. 진동자는 50~5000Hz의 주파수로 진동하여 하이브리드 액추에이터가 설치된 멀티 미디어 장치 전체를 진동시켜 저음역대의 음향을 발생시킬 수 있다. 또한, 압전 소자는 300~20000Hz의 주파수로 진동하여 하이브리드 액추에이터가 설치된 멀티 미디어 장치 전체를 진동시켜 중고음역대의 음향 발생을 발생시킬 수 있다. 진동자는 멀티 미디어 장치 전체를 진동시켜 저음역대의 음향을 발생시키면서, 50~300Hz의 주파수로 진동하여 사용자가 체감할 수 있는 체감 진동을 발생시키는 역할을 겸할 수도 있다. Meanwhile, the piezoelectric element 500 is attached to the upper surface of the lower housing 110, that is, the inner surface of the housing. The vibrator vibrates at a frequency of 50 to 5000 Hz, vibrating the entire multimedia device equipped with a hybrid actuator, and can generate a low-pitched sound. In addition, the piezoelectric element may vibrate at a frequency of 300 to 20000 Hz to vibrate the entire multimedia device in which the hybrid actuator is installed, thereby generating a sound in the middle and high frequencies. The vibrator vibrates the entire multimedia device to generate a low-pitched sound, while vibrating at a frequency of 50 to 300 Hz to generate bodily vibration that a user can experience.

한편, 코일(220)과 압전 소자(500)와 전기 신호를 전달할 수 있는 F-PCB(600)가 하부 하우징(110)의 내측에 더 구비될 수 있다. F-PCB(600)는 압전 소자(500)의 상부에 위치한다. F-PCB(600)의 일부는 하우징(110, 120)의 외부로 연장되며, 하우징(110, 120)의 외부로 노출되는 부분에는 외부 터미널과 전기적으로 연결되는 단자가 마련될 수 있다. 또한, 하우징(110, 120) 내에 위치하는 부분에는 보이스 코일(220)과의 연결 단자와, 압전 소자(500)와의 연결 단자가 마련된다. 이때, 진동자가 진동하며 F-PCB(600)에 충격을 가함으로써 F-PCB(600)에 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해 크랙방지 댐퍼(230)를 구비할 수 있다. Meanwhile, an F-PCB 600 capable of transmitting an electric signal to the coil 220 and the piezoelectric element 500 may be further provided inside the lower housing 110. The F-PCB 600 is located above the piezoelectric element 500. A part of the F-PCB 600 extends to the outside of the housings 110 and 120, and a terminal electrically connected to the external terminal may be provided at a portion of the housings 110 and 120 exposed to the outside. In addition, a connection terminal with the voice coil 220 and a connection terminal with the piezoelectric element 500 are provided at portions positioned within the housings 110 and 120. At this time, a crack prevention damper 230 may be provided in order to prevent cracks from occurring in the F-PCB 600 by vibrating the vibrator and applying an impact to the F-PCB 600.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 폴 피스를 도시한 도면이다. 폴 피스(210)는 앞서 설명한 바와 같이 하부 하우징(110; 도 2 및 도 3 참조)의 보스(112) 내에 압입되는 압입부(212)를 구비한다. 압입부(212)의 상측에 압입부(212)보다 지름이 큰 보이스 코일 설치부(214)를 구비한다. 보이스 코일(220)은 보이스 코일 설치부(214)의 외주에 설치된다. 또한 보이스 코일 설치부(214)의 상부에는 원판형의 헤드부(216)가 설치된다. 헤드부(216)는 원통 형상인 영구 자석(310; 도 2 및 도 3 참조)의 내부에 위치하며, 보이스 코일(220)의 일부와 헤드부(216)는 영구 자석(310)의 내주면과 서로 소정의 간격, 즉 자기갭(에어갭)을 가지도록 배치된다. 4 is a view showing a pole piece provided in the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention. As described above, the pole piece 210 includes a press-fit portion 212 that is press-fit into the boss 112 of the lower housing 110 (see FIGS. 2 and 3). A voice coil installation portion 214 having a diameter larger than that of the press-fit portion 212 is provided on the upper side of the press-fit portion 212. The voice coil 220 is installed on the outer periphery of the voice coil installation part 214. In addition, a disk-shaped head portion 216 is installed on the voice coil installation portion 214. The head portion 216 is located inside the cylindrical permanent magnet 310 (see FIGS. 2 and 3), and a part of the voice coil 220 and the head portion 216 are mutually formed with the inner peripheral surface of the permanent magnet 310. They are arranged to have a predetermined interval, that is, a magnetic gap (air gap).

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 폴 피스와 영구 자석의 자계 중심을 비교한 도면, 도 6은 폴 피스의 자계 중심과 영구 자석의 자계 중심의 상대 위치별 주파수에 따른 진동가속도를 나타낸 그래프, 도 7은 폴 피스의 자계 중심과 영구 자석의 자계 중심의 상대 위치별 주파수에 따른 음압을 나타낸 그래프이다. 폴 피스(210; 도 4 참조)에서 자계는 보이스 코일 설치부(214)까지는 수직 방향으로 형성되기 때문에 영구 자석(310)과의 상호 전자기력에 크게 영향을 미치지 않는다. 반면 헤드부(216: 도 4 참조)에서는 수평 방향, 즉 영구 자석(310)을 향하는 방향으로 형성되기 때문에 폴 피스(210)의 헤드부(216; 도 4 참조)의 자계 중심과 영구 자석(310)의 자계 중심의 관계가 하이브리드 액추에이터의 거동에 영향을 미치는 요소 중 하나이다. 5 is a view comparing the magnetic field centers of the pole piece and the permanent magnet provided in the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is the frequency of the relative position of the magnetic field center of the pole piece and the magnetic field center of the permanent magnet. 7 is a graph showing the sound pressure according to the frequency for each relative position between the magnetic field center of the pole piece and the magnetic field center of the permanent magnet. In the pole piece 210 (see FIG. 4), the magnetic field is formed in a vertical direction up to the voice coil installation part 214, and thus does not significantly affect the mutual electromagnetic force with the permanent magnet 310. On the other hand, in the head portion 216 (see FIG. 4), the magnetic field center and the permanent magnet 310 of the head portion 216 of the pole piece 210 (see FIG. 4) are formed in a horizontal direction, that is, in a direction toward the permanent magnet 310. ) Is one of the factors affecting the behavior of the hybrid actuator.

액추에이터의 공진 주파수 이후 대역의 음향 성능을 향상 시키기 위해서는 공진 주파수 이후 대역의 진동량이 증대되어야 한다. 원칙적으로는 폴피스(210)의 헤드부(216) 자계 중심과 영구 자석(310)의 자계 중심이 같을 경우 공진 주파수 이후 대역의 진동량이 가장 크게 발생한다. 그러나 영구 자석(310)이 하측 하우징(110)보다 상측 하우징(120)과 가까워서 상측과 코깅력이 더 크고, 또한 탄성 부재(400)의 재질이 코킹이 발생하는 재질이므로 진동부는 상측 방향으로 더 많은 진동이 발생한다.In order to improve the acoustic performance in the band after the resonance frequency of the actuator, the amount of vibration in the band after the resonance frequency must be increased. In principle, when the center of the magnetic field of the head portion 216 of the pole piece 210 and the center of the magnetic field of the permanent magnet 310 are the same, the amount of vibration in the band after the resonance frequency is greatest. However, since the permanent magnet 310 is closer to the upper housing 120 than the lower housing 110, the cogging force between the upper side and the upper side is greater, and the material of the elastic member 400 is a material that causes caulking, so the vibration part is more upwardly Vibration occurs.

이에 따라 ,더 많은 진동을 발생시키기 위해서는 실질적으로 폴피스 자계 중심이 마그넷 자계 중심보다 상측에 있어야 공진 주파수 이후 대역의 진동부의 진동량이 증대될 수 있다. Accordingly, in order to generate more vibration, the magnetic field center of the pole piece must be substantially above the magnetic field center of the magnet, so that the vibration amount of the vibration unit in the band after the resonance frequency can be increased.

도 6과 도 7의 그래프를 참조하면, 폴피스 자계 중심이 마그넷 자계 중심보다 상측으로 갈수록 공진 주파수 이후 대역의 진동량이 상승하나, 일정 거리 이상이 되면 하측 방향으로 진동을 감소시키는 요소가 커지기 때문에 진동력이 최대가 된 이후에 감소한다. 결론적으로 폴피스 헤드부(216)의 자계 중심이 영구자석(310)의 자계 중심보다 같거나 상측에 존재하되, 진동량이 감소하는 위치를 넘지 않아야 한다.6 and 7, the amount of vibration in the band after the resonance frequency increases as the center of the pole piece magnetic field goes higher than the center of the magnet magnetic field, but when the distance exceeds a certain distance, the element that reduces the vibration in the downward direction increases. It decreases after the power reaches its maximum. In conclusion, the center of the magnetic field of the pole piece head 216 is the same as or above the center of the magnetic field of the permanent magnet 310, but should not exceed the position where the amount of vibration is reduced.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 폴 피스 고정 구조를 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 폴 피스(210)는 하부 하우징(110)의 보스부(112; 도 2 참조)에 압입된다. 그 후 폴 피스(210)의 고정력을 높이기 위해, 하부 하우징(110)의 외면에서 폴 피스(210)와 하부 하우징(110)을 용접할 수 있다. 그에 따라 용접부(130)가 하부 하우징(110)의 외면에 존재하게 된다. 8 is a view showing a pole piece fixing structure of the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention. As described above, the pole piece 210 is press-fit into the boss part 112 (see FIG. 2) of the lower housing 110. After that, in order to increase the fixing force of the pole piece 210, the pole piece 210 and the lower housing 110 may be welded on the outer surface of the lower housing 110. Accordingly, the welding part 130 is present on the outer surface of the lower housing 110.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터를 도시한 도면이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터는, 상부 하우징(120)에 진동자의 충격으로 인한 진동 소음이 발생하는 것을 방지하기 위한 댐퍼(700)가 추가로 구비된다는 것 이외에는 제1 실시예와 동일하다. 댐퍼(700) 대신 댐퍼(700)의 위치에 자성 유체를 도포할 수도 있다. 9 is a view showing a hybrid actuator according to a second embodiment of the present invention. The hybrid actuator according to the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that a damper 700 is additionally provided in the upper housing 120 to prevent vibration noise due to the impact of the vibrator. Do. Instead of the damper 700, a magnetic fluid may be applied to the position of the damper 700.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도, 도 11은 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 크랙방지 댐퍼 설치 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터는 크랙방지 댐퍼의 형상만을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 크랙방지 댐퍼(800)는 제1 실시예와 비교할 때, F-PCB(600)에서 단자(610, 620)를 제외한 모든 부분을 커버한다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 크랙방지 댐퍼(800)는 탄성 재질로 제조될 수도 있고, 스틸 재질의 비 탄성체일수도 있다. F-PCB(600)와 압전소자(500)를 연결하는 단자부(610)와 F-PCB(600)와 보이스코일(220)을 연결하는 단자부(620)는 노출되어 있으며, 진동부의 진동량이 커지거나, 낙하 충격 등으로 인해 진동부가 크랙방지 댐퍼(800)에 부딪힐 때, 단자부(620)는 충격을 받지 않는다. 또한 충격이 집중되지 않고 크랙방지 댐퍼(800)에 의해 전체적으로 분산되어 F-PCB(600)로 전달됨으로써 F-PCB(600)의 도전성 패턴에 크랙이 생기는 것을 방지할 수 있다. 10 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a view showing a structure for installing a crack prevention damper of the hybrid actuator according to the third embodiment. The hybrid actuator according to the third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except for the shape of the crack prevention damper. The anti-crack damper 800 provided in the hybrid actuator according to the third embodiment of the present invention covers all portions of the F-PCB 600 except for the terminals 610 and 620 as compared with the first embodiment. It is different from the first embodiment. The crack prevention damper 800 may be made of an elastic material or may be made of a steel material. The terminal portion 610 connecting the F-PCB 600 and the piezoelectric element 500 and the terminal portion 620 connecting the F-PCB 600 and the voice coil 220 are exposed, and the amount of vibration of the vibration unit increases or , When the vibration part hits the crack prevention damper 800 due to a dropping impact, the terminal part 620 is not affected. In addition, since the impact is not concentrated and is entirely distributed by the crack prevention damper 800 and transmitted to the F-PCB 600, it is possible to prevent cracks from occurring in the conductive pattern of the F-PCB 600.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 단면도, 도 13은 제4 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터의 크랙방지 댐퍼 설치 구조를 도시한 도면이다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 하이브리드 액추에이터가 구비하는 크랙방지 댐퍼(800a)는 F-PCB(600)의 상면과 크랙방지 댐퍼(800a)의 하면 사이에 완충 공간이 형성된다. 이때, 크랙방지 댐퍼(800a)는 완충 공간을 형성하기 위해, F-PCB(600)의 상면을 덮는 커버부(820a)와 커버부(820a)를 F-PCB(600)로부터 이격되게 지지하는 레그부(810a)를 구비한다. 레그부(810a)에 의해서 F-PCB(600)와 커버부(820a)가 이격되어 있으므로, 진동부가 부딪히더라도 충격이 레그부(810a)로만 전달되고 F-PCB(600)로 전달되지 않는다는 장점이 있다. 이때, 완충 공간을 구비한 크랙방지 댐퍼(800a) 외에, 폴 피스(210) 주위에 추가적인 크랙방지 댐퍼(230), 예를 들어 제1 실시예가 구비되는 크랙방지 댐퍼(230)와 같은 댐퍼를 더 구비함으로써, 크랙방지 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 12 is a cross-sectional view of a hybrid actuator according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a view showing a structure for installing a crack prevention damper of the hybrid actuator according to the fourth embodiment. In the crack prevention damper 800a provided in the hybrid actuator according to the fourth embodiment of the present invention, a buffer space is formed between the upper surface of the F-PCB 600 and the lower surface of the crack prevention damper 800a. At this time, the crack prevention damper 800a is a leg supporting the cover part 820a covering the upper surface of the F-PCB 600 and the cover part 820a to be spaced apart from the F-PCB 600 to form a buffer space. It has a part 810a. Since the F-PCB 600 and the cover part 820a are separated by the leg part 810a, even if the vibration part collides, the impact is transmitted only to the leg part 810a and is not transmitted to the F-PCB 600 There is this. In this case, in addition to the crack prevention damper 800a having a buffer space, an additional crack prevention damper 230 around the pole piece 210, for example, a damper such as the crack prevention damper 230 provided in the first embodiment is further provided. By providing, it is possible to improve the reliability of crack prevention.

Claims

A housing forming the exterior;
A stator including a pole piece installed on the lower surface of the housing and a voice coil installed on the outer circumference of the pole piece;
A permanent magnet concentric with the pole piece and voice coil and installed with a stator and a magnetic gap, a weight combined with the permanent magnet to increase the vibration weight, and a vibrator including a permanent magnet and a yoke attached to the weight;
An elastic member for elastically supporting the vibrator with respect to the housing on the opposite side of the stator; And
A piezoelectric element attached to the lower surface of the housing in which the stator is installed;
Includes; F-PCB installed on the lower surface of the housing and transmitting a vibration signal and a voice signal between the voice coil and the piezoelectric element,
The pole piece has a cylindrical voice coil installation portion and a disk-shaped head portion, and the magnetic field center of the head portion facing the permanent magnet is the same as the magnetic field center of the permanent magnet or is more skewed toward the side where the elastic member is installed.

The method of claim 1,
Hybrid actuator, characterized in that provided with a damper for reducing vibration noise on the upper surface of the housing.

The method of claim 1,
A hybrid actuator, characterized in that a magnetic fluid for reducing vibration noise is provided on an upper surface of the housing.

The method of claim 1,
The pole piece is pressed into the lower surface of the housing, the hybrid actuator, characterized in that the housing has a boss portion for pressing the pole piece.

The method of claim 4,
A hybrid actuator, characterized in that the pole pieces pressed into the housing and the boss portion are welded to each other on the outer surface of the housing.

The method of claim 1,
A hybrid actuator further comprising: a crack prevention damper installed between the F-PCB and the piezoelectric element and the vibration unit to prevent damage to the piezoelectric element and the F-PCB due to a drop impact of the vibration unit.

The method of claim 6,
The hybrid actuator, characterized in that the crack prevention damper is formed to avoid the soldering portion of the F-PCB.

The method according to any one of claims 6 or 7,
The crack prevention damper is a hybrid actuator, characterized in that a buffer space is formed between the upper surface of the F-PCB and the lower surface of the crack prevention damper.