KR101250288B1 - 햅틱 엑추에이터 - Google Patents

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KR101250288B1
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Abstract

본 발명은 휴대단말기 등의 진동 발생을 필요로 하는 전자기기에 내장되어 코일과 자석의 상호작용에 의해 진동을 발생시키는 햅틱 엑추에이터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 햅틱 엑추에이터는 베이스부재; 상기 베이스부재의 중심부에 배치되어 있는 코어와, 고정부측 영구자석; 전기적 신호를 입력받는 회로기판(PCB); 상기 코어와 영구자석의 주위를 에워싸고 있으며 상기 회로기판으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일로 구성된 고정부와; 상기 고정부측 영구자석의 극과 마주보는 극의 극성이 같도록 배치되어 있는 진동부측 영구자석; 상기 진동부측 영구자석의 동작에 따라 연동하여 진동하는 요크와 중량체; 상기 진동부측 영구자석의 동작에 따라 연동하여 상하 방향으로 운동하는 진동판으로 구성된 진동부;를 포함한다. 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.

Description

햅틱 엑추에이터 {Haptic Actuator}
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.
일반적으로 통신기기에서 착신을 하기 위해 많이 사용되는 것이 벨소리와 진동이다.
진동을 위해서는 소형의 진동 발생장치를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기전체가 진동할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.
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.
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.
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.
휴대단말기에 장착되는 종래의 진동 발생장치는 기본적으로 1차 진동계를 이용한 것으로 중량체를 코일형 스프링과 같은 탄성체에 부착시키고, 중량체를 진동시키기 위한 코일을 구비하고 있다.
상기 코일에 전류를 인가하면 상기 중량체와 탄성체의 탄성 계수에 의해 미리 정해진 주파수 응답 특성에 따라 상기 중량체가 진동한다
최근 출시되는 휴대단말기는 상술한 바와 같이, 사용자의 터치입력에 반응하여 음성 또는 진동을 출력함으로써, 사용자에게 입력에 대응하는 피드백을 제공하는 기능을 구비하고 있다.
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.
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.
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.
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.
현재 계류 중인 특허문헌으로는 다음과 같은 등록특허 또는 공개특허가 있다: : 한국등록특허 제10-0923867호 (2009.10.20. 등록, 발명의 명칭 "리니어 진동 모터") 이 특허문헌 1에는 브러쉬와 정류자가 사용되지 않는 구조의 리니어 진동 모터가 개시되어 있다. 이에 의해 진동 모터의 기계적 마모를 줄이고, 웨이트의 진동 공간이 충분히 확보되어 동일 체적하에 최대의 진동량이 발생되게 하고자 하였다. : 한국등록특허 제10-0933179호 (2009.12.11. 등록, 발명의 명칭 "리니어 진동 모터") 이 특허문헌 2에는 상기한 특허문헌 1의 구성에 더하여 공간 활용 측면에서 유리하고자 진동 모터 자체가 직육면체 형상으로 이루어진 리니어 진동 모터가 개시되어 있다.
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.
본 발명의 다른 목적은 구성 요소간의 충돌 및 그 충돌에 의한 원하지 않는 음향 발생이 방지되는 구조의 햅틱 엑추에이터를 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
고정부와 진동부를 포함하여 이루어지며,
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 베이스부재 또는 커버부재에 결합된 진동판과, 상기 진동판에 결합되는 구동부를 포함하여 이루어지되,
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.
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.
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.
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.
본 발명에 있어, 상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부를 가압함으로써 볼록하게 형상화된 내부가 비어있는 형태이고, 그 내부에 고정부측 영구자석이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부에 배치되고, 상기 코어의 상부에 고정부측 영구자석이 배치되는 것을 특징으로 한다.
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.
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.
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.
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.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예 1에 따른 햅틱 엑추에이터의 개략적인 내부 구조가 도시되어 있다.
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.
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.
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.
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.
상기 코어(30)의 둘레에는 상기 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.
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.
코어(30)와 베이스부재(10)의 구성을 제외한 나머지 구성은 상기한 실시예 1과 동일하므로 이하 생략하기로 한다.
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.
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.
베이스부재(10)는 테두리의 상부로 커버부재(20)에 의해 커버링된다.
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.
상기 코어(30)의 둘레에는 상기 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
이상의 구성을 제외한 나머지 구성은 상기한 실시예 1과 동일하므로 이하 생략하기로 한다.
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.
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.
베이스부재(10)는 테두리가 도시된 바와 같이 단턱진(12) 형상으로 형상화되고, 그 테두리의 상부로는 커버부재(20)에 의해 커버링된다.
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.
상기 코어(30)의 둘레에는 회로기판(PCB)으로부터 전달된 전기 신호를 전달받아 자계를 발생하는 코일(35)이 감겨진다.
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.
이때, 고정부측 영구자석(40)과 진동부측 영구자석(50)은 상기한 실시예 1에서와 같이 그 극성에 있어서 서로 마주보는 쪽으로 같은 극성을 가지게 배치되어야 한다.
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.
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.
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.
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.
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

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 고정부와 진동부를 포함하여 이루어지며,
    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.
  3. 고정부와 진동부를 포함하여 이루어지며,
    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.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 구동부는 상기 요크의 주변으로 고정 결합되는 중량체를 포함하여 이루어지고,
    상기 고정부측 영구자석과 상기 요크 사이에 완충부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 3에 있어서, 상기 코어는 상기 베이스부재의 중심부가 형상화된 내부가 비어있는 형태이고, 상기 내부에 고정부측 영구자석이 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 햅틱 엑추에이터.
  8. 삭제
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015115754A1 (ko) * 2014-02-03 2015-08-06 (주)파트론 선형 진동모터
KR101583641B1 (ko) 2014-08-07 2016-01-08 (주)하이소닉 햅틱 액추에이터
WO2016010180A1 (ko) * 2014-07-18 2016-01-21 (주)하이소닉 햅틱 엑추에이터
KR20160114313A (ko) 2015-03-24 2016-10-05 주식회사 하이소닉 코어리스 햅틱 액추에이터
US9619981B2 (en) 2013-11-05 2017-04-11 Hysonic. Co., Ltd. Haptic actuator
JP2018086623A (ja) * 2016-11-28 2018-06-07 ミネベアミツミ株式会社 振動発生装置及び電子機器
KR20190092851A (ko) 2018-01-31 2019-08-08 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
KR20190121098A (ko) 2018-04-17 2019-10-25 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
KR20190134729A (ko) * 2017-10-25 2019-12-04 피에스 오디오 디자인 오와이 트랜스듀서 장치
KR20200041596A (ko) 2018-10-12 2020-04-22 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
JP2020073279A (ja) * 2020-02-18 2020-05-14 ミネベアミツミ株式会社 振動発生装置及び電子機器
KR20210032776A (ko) 2019-09-17 2021-03-25 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
US11031854B2 (en) 2016-11-28 2021-06-08 Minebea Mitsumi Inc. Electronic device
US11043887B2 (en) 2016-11-28 2021-06-22 Minebea Mitsumi Inc. Vibration generating device and electronic device
KR20210076088A (ko) * 2018-11-16 2021-06-23 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 모바일 단말기
WO2022097877A1 (ko) * 2020-11-09 2022-05-12 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 햅틱 장치 및 햅틱 모듈
WO2022101547A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 Ps Audio Design Oy Acoustic transducer with transversally oriented magnets
EP3845318A4 (en) * 2018-08-29 2022-08-10 Alps Alpine Co., Ltd. ACTUATOR AND VIBRATION GENERATION DEVICE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100028234A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 엘지전자 주식회사 진동 발생 장치 및 그를 이용한 휴대용 단말기
JP2011025221A (ja) 2009-07-24 2011-02-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 線形振動装置
KR101055562B1 (ko) * 2010-12-30 2011-08-08 삼성전기주식회사 선형진동모터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100028234A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 엘지전자 주식회사 진동 발생 장치 및 그를 이용한 휴대용 단말기
JP2011025221A (ja) 2009-07-24 2011-02-10 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 線形振動装置
KR101055562B1 (ko) * 2010-12-30 2011-08-08 삼성전기주식회사 선형진동모터

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9619981B2 (en) 2013-11-05 2017-04-11 Hysonic. Co., Ltd. Haptic actuator
WO2015115754A1 (ko) * 2014-02-03 2015-08-06 (주)파트론 선형 진동모터
WO2016010180A1 (ko) * 2014-07-18 2016-01-21 (주)하이소닉 햅틱 엑추에이터
US9815085B2 (en) 2014-07-18 2017-11-14 Hysonic. Co., Ltd. Haptic actuator
US10158277B2 (en) 2014-08-07 2018-12-18 G2Hysonic Co., Ltd. Haptic actuator
KR101583641B1 (ko) 2014-08-07 2016-01-08 (주)하이소닉 햅틱 액추에이터
KR20160114313A (ko) 2015-03-24 2016-10-05 주식회사 하이소닉 코어리스 햅틱 액추에이터
JP2018086623A (ja) * 2016-11-28 2018-06-07 ミネベアミツミ株式会社 振動発生装置及び電子機器
US11831213B2 (en) 2016-11-28 2023-11-28 Minebea Mitsumi Inc. Electronic device
US11476743B2 (en) 2016-11-28 2022-10-18 Minebea Mitsumi Inc. Vibration generating device and electronic device
US11539278B2 (en) 2016-11-28 2022-12-27 Minebea Mitsumi Inc. Electronic device
US11043887B2 (en) 2016-11-28 2021-06-22 Minebea Mitsumi Inc. Vibration generating device and electronic device
US11901788B2 (en) 2016-11-28 2024-02-13 Minebea Mitsumi Inc. Vibration generating device and electronic device
US11031854B2 (en) 2016-11-28 2021-06-08 Minebea Mitsumi Inc. Electronic device
KR20190134729A (ko) * 2017-10-25 2019-12-04 피에스 오디오 디자인 오와이 트랜스듀서 장치
US10999682B2 (en) 2017-10-25 2021-05-04 Ps Audio Design Oy Transducer arrangement
KR20210032008A (ko) * 2017-10-25 2021-03-23 피에스 오디오 디자인 오와이 트랜스듀서 장치
KR102648129B1 (ko) * 2017-10-25 2024-03-18 피에스 오디오 디자인 오와이 트랜스듀서 장치
US11388521B2 (en) 2017-10-25 2022-07-12 Ps Audio Design Oy Transducer arrangement
CN113132867A (zh) * 2017-10-25 2021-07-16 Ps音频设计公司 用于产生振动的布置结构和声音产生设备
KR102664375B1 (ko) * 2017-10-25 2024-05-09 피에스 오디오 디자인 오와이 트랜스듀서 장치
CN113132867B (zh) * 2017-10-25 2022-07-26 Ps音频设计公司 用于产生振动的布置结构和声音产生设备
KR20190092851A (ko) 2018-01-31 2019-08-08 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
KR20190121098A (ko) 2018-04-17 2019-10-25 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
EP3845318A4 (en) * 2018-08-29 2022-08-10 Alps Alpine Co., Ltd. ACTUATOR AND VIBRATION GENERATION DEVICE
US11770086B2 (en) 2018-08-29 2023-09-26 Alps Alpine Co., Ltd. Operation device and vibration generating device
KR20200041596A (ko) 2018-10-12 2020-04-22 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
KR20210076088A (ko) * 2018-11-16 2021-06-23 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 모바일 단말기
KR102521804B1 (ko) * 2018-11-16 2023-04-13 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드 모바일 단말기
US11929775B2 (en) 2018-11-16 2024-03-12 Huawei Technologies Co., Ltd. Mobile terminal
KR20210032776A (ko) 2019-09-17 2021-03-25 자화전자(주) 수평형 리니어 진동발생장치
JP2020073279A (ja) * 2020-02-18 2020-05-14 ミネベアミツミ株式会社 振動発生装置及び電子機器
WO2022097877A1 (ko) * 2020-11-09 2022-05-12 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 햅틱 장치 및 햅틱 모듈
WO2022101547A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 Ps Audio Design Oy Acoustic transducer with transversally oriented magnets

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