KR101405123B1 - Haptic actuator - Google Patents

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KR101405123B1
KR101405123B1 KR1020120140339A KR20120140339A KR101405123B1 KR 101405123 B1 KR101405123 B1 KR 101405123B1 KR 1020120140339 A KR1020120140339 A KR 1020120140339A KR 20120140339 A KR20120140339 A KR 20120140339A KR 101405123 B1 KR101405123 B1 KR 101405123B1
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vibration
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KR1020120140339A
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김민기
김용규
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주식회사 하이소닉
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Abstract

The present invention relates to a haptic actuator which is mounted in a mobile terminal, etc. to generate a vibration so that a user can feel the vibration when using the mobile terminal. More specifically, the haptic actuator includes a vibration unit which is collided inside to generate the vibration. The haptic actuator of the present invention comprises: a base; a vibration plate having both ends which are supported by the base; a piezoelectric element which is mounted at the upper part of the vibration plate, and is bent and deformed to generate a vibration on the vibration plate if a current is supplied; a weight body which has a central part mounted at the lower part of the vibration plate and both ends spaced apart from the vibration plate; middle dampers which are mounted at the upper both ends of the weight body and are arranged at the lower part of the vibration plate; a lower damper which is arranged at the lower part of the weight body; and a cover which is mounted at the upper part of the base to cover the vibration plate, the piezoelectric element, and the weight body. When the central part of the vibration plate is convexly bent and deformed in the upward direction, the middle dampers are collided with the lower surface of the vibration plate while the weight body is raised. When the central part of the vibration plate is concavely bent and deformed in the downward direction, the lower damper is collided with the base while the weight body descends.

Description

햅틱 액추에이터{Haptic actuator}Haptic actuators

본 발명은 휴대단말기 등에 장착되어 진동을 발생시켜 사용자가 휴대단말기의 사용시에 진동을 느낄 수 있도록 하는 햅틱 액추에이터로써, 특히 진동부가 내부에서 충돌하면서 진동이 발생하는 햅틱 액추에이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a haptic actuator that is mounted on a portable terminal or the like to generate vibrations so that a user can feel vibration when using the portable terminal.

근래에는 휴대단말기의 터치스크린 또는 터치패드를 통해 햅틱 피드백을 구현할 수 있는 햅틱 액추에이터가 이용되고 있으며, 다양하게 활용되고 있다.In recent years, a haptic actuator capable of implementing haptic feedback through a touch screen or a touch pad of a portable terminal has been used and has been widely used.

이러한 햅틱 피드백은 압전물질(Piezoelectric material)에 의해 구현되며, 압력(기계적 에너지)을 가하면 전압(전기적 에너지)이 얻어지고(압전효과), 반대로 전압(전기적 에너지)을 가하면 압전물질 내에 압력 변화로 인한 부피나 길이의 증감(기계적 에너지)이 발생한다.(역압전효과)This haptic feedback is realized by a piezoelectric material. When a pressure (mechanical energy) is applied, a voltage (electric energy) is obtained (a piezoelectric effect) (Mechanical energy) is generated. (Inverse piezoelectric effect)

공개특허공보 제10-2011-0045486호에는 종래의 햅틱 액추에이터가 개시되어 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0045486 discloses a conventional haptic actuator.

도 1은 종래의 햅틱 액추에이터를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional haptic actuator.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 햅틱 액추에이터는 지지부재(14)에 의해 진동부(12)가 지지되고, 상기 진동부(12)는 압전소자(12a,12b)로 이루어져 전류가 인가되면 휨 변형되며 상하로 진동하며, 상기 진동부(12)의 상부에는 중량체(16)가 결합되어 상기 진동부(12)와 함께 상하로 진동한다.1, in the conventional haptic actuator, the vibration member 12 is supported by the support member 14, and the vibration member 12 is composed of the piezoelectric elements 12a and 12b. When a current is applied, And a weight 16 is coupled to the upper part of the vibrating part 12 to vibrate up and down together with the vibrating part 12.

한편, 최근에는 휴대단말기 및 관련 응용프로그램 등의 발달로 단순 진동발생 기능을 넘어 휴대단말기 사용자가 사용 상황에 따라 빠르고 섬세한 진동감을 느끼도록 하여 더욱 감각적으로 사용자에게 어필할 수 있는 고성능 햅틱 액추에이터가 요구되고 있다.In recent years, a high-performance haptic actuator that can appeal to a user in a more sensible manner by allowing the user of the portable terminal to feel a quick and delicate vibration sensation according to the usage situation beyond the simple vibration generation function due to development of portable terminals and related application programs is required have.

그러나 종래의 일반적인 햅틱 액추에이터의 구동방식으로는 이러한 효과를 발생시키는데 한계가 있다.However, the conventional haptic actuator driving method has a limitation in generating such an effect.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상하로 진동하는 진동부가 충돌에 의해 진동방향의 전환이 이루어짐으로써, 더욱 신속하고 섬세한 진동반응을 제공할 수 있는 햅틱 액추에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a haptic actuator capable of providing a quick and delicate vibration response by switching a vibration direction by a collision of vibrating parts vibrating up and down.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 햅틱 액추에이터는, 베이스와; 양단이 상기 베이스에 지지되는 진동판과; 상기 진동판의 상부에 장착되어 전류가 인가되면 휨 변형되면서 상기 진동판에 진동을 발생시키는 압전소자와; 중심부가 상기 진동판의 하부에 장착되고, 양단이 상기 진동판과 이격되어 있는 중량체와; 상기 중량체의 상부 양단에 장착되어 상기 진동판의 하부에 배치되는 미들댐퍼와; 상기 중량체의 하부에 배치되는 하부댐퍼와; 상기 베이스의 상부에 장착되어 상기 진동판, 압전소자 및 중량체를 덮는 커버; 를 포함하여 이루어지되, 상기 진동판의 중심부가 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면 상기 중량체가 상승하면서 상기 미들댐퍼가 상기 진동판의 하면에 충돌하고, 상기 진동판의 중심부가 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 중량체가 하강하면서 상기 하부댐퍼가 상기 베이스에 충돌한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a haptic actuator comprising: a base; A diaphragm whose both ends are supported by the base; A piezoelectric element mounted on the diaphragm and generating a vibration in the diaphragm when the current is applied; A weight having a center portion mounted on a lower portion of the diaphragm and having both ends spaced apart from the diaphragm; A middle damper mounted on both ends of the upper part of the weight body and disposed below the diaphragm; A lower damper disposed under the weight; A cover mounted on the base to cover the diaphragm, the piezoelectric element and the weight; If the central portion of the diaphragm is flexed and deformed in the upward direction, the weight of the diaphragm rises and the middle damper collides with the lower surface of the diaphragm. When the central portion of the diaphragm is bent concavely in the downward direction, The lower damper collides with the base while the weight is lowered.

상기 진동판, 압전소자, 중량체의 중심부를 감싸 결합시키는, 리테이너를 더 포함하여 이루어지되, 상기 하부댐퍼는 상기 리테이너의 하면에 장착된다.And a retainer for enclosing and coupling the center of the diaphragm, the piezoelectric element, and the weight, wherein the lower damper is mounted on a lower surface of the retainer.

상기 중량체는 상면이 중심부에서 양측으로 하향 경사지게 형성되어 양측 단부로 갈수록 상기 진동판과의 사이가 멀어지고, 상기 중량체의 상면 양측에는 상기 진동판과 평행한 장착부가 형성되며, 상기 미들댐퍼는 상기 장착부에 고정 장착된다.And the middle damper is formed on both sides of the upper surface of the weight body so as to be parallel to the diaphragm, and the middle damper is formed on the upper surface of the mounting portion, Respectively.

상기 베이스의 양단에는 상기 진동판을 지지하여 상기 진동판의 진동시에 휨 변형되면서 상기 베이스로 진동을 전달하는 탄성부가 형성되되, 상기 탄성부는, 상기 베이스의 하면 양단에서 수직으로 절곡 형성된 수직부와; 상기 수직부의 상단에서 상기 베이스의 내측 방향으로 수직 절곡되어 상기 진동판이 장착되는 수평부; 로 이루어진다.Wherein the elastic portion comprises a vertical portion bent at both ends of the lower surface of the base, and a plurality of elastic portions formed at both ends of the base, A horizontal portion that is bent perpendicularly from an upper end of the vertical portion to an inner side of the base and to which the diaphragm is mounted; .

상기 수직부 및 수평부는 상기 진동판의 두께보다 얇고, 상기 베이스 하면의 폭보다 좁다.The vertical portion and the horizontal portion are thinner than the thickness of the vibration plate and narrower than the width of the base bottom surface.

본 발명에 따른 햅틱 액추에이터는 다음과 같은 효과가 있다.The haptic actuator according to the present invention has the following effects.

진동발생시에, 중량체가 상승하면서 미들댐퍼와 진동판이 충돌하고, 중량체가 하강하면서 하부댐퍼가 베이스와 충돌하여 빠른 진동방향의 전환이 이루어짐으로써, 더욱 신속하고 섬세한 진동반응을 제공하여 휴대단말기 사용자가 사용 상황에 따라 빠르고 섬세한 진동감을 느낄 수 있다.When the vibration occurs, the middle damper and the diaphragm collide with each other as the weight rises, the lower damper collides with the base while the weight is lowered, and the quick vibration direction is switched, thereby providing a quick and delicate vibration response. Depending on the situation, you can feel fast and delicate vibrations.

또한, 중량체는 상면 중심부에서 양단으로 갈수록 하향 경사지게 형성됨으로써, 진동판과 중량체의 간섭에 의한 진동변위의 축소를 최소화한다.In addition, the weight is formed to be inclined downward toward the both ends from the center of the upper surface, thereby minimizing the reduction of the vibration displacement due to the interference between the diaphragm and the weight.

또한, 수직부 및 수평부는 진동판의 두께보다 얇고, 하면부의 폭보다 좁게 형성됨으로써, 진동판이 진동할 때 함께 휨 변형되면서 진동변위를 증가시키고, 외부에서 강한 충격 발생시에 충격을 흡수하여 분산시킬 수 있다.Further, since the vertical portion and the horizontal portion are thinner than the thickness of the diaphragm and narrower than the width of the bottom portion, the diaphragm is flexibly deformed together when the diaphragm vibrates, thereby increasing the vibration displacement and absorbing and dispersing the shock when a strong impact occurs from the outside .

도 1은 종래의 햅틱 액추에이터를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 일방향 분해사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 타방향 분해사시도,
도 5는 도 2의 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 구동상태도,1 shows a conventional haptic actuator,
2 is a perspective view of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention,
3 is a one-way exploded perspective view of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is an exploded perspective view of the haptic actuator according to the embodiment of the present invention,
5 is a sectional view of Fig. 2,
6 is a driving state diagram of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 일방향 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 타방향 분해사시도이고, 도 5(a)는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도이며, 도 5(b)는 도 2의 B-B선을 취하여 본 단면도이고, 도 6(a)는 진동판이 상방향으로 볼록하게 휨 변형되어 진동부가 상승된 상태를 나타낸 도면이며, 도 6(b)는 진동판이 하방향으로 오목하게 휨 변형되어 진동부가 하강된 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a perspective view of a haptic actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a perspective view illustrating a haptic actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. FIG. 5A is a sectional view taken along line AA of FIG. 2, FIG. 5B is a sectional view taken along line BB of FIG. 2, and FIG. 6A is a cross- 6 (b) is a view showing a state in which the diaphragm is bent down concavely in a downward direction and the vibrating portion is lowered. FIG.

본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 베이스(100), 진동판(200), 압전소자(300), 중량체(400), 리테이너(500) 및 커버(600)로 이루어진다.2 to 6, the haptic actuator according to the embodiment of the present invention includes a base 100, a diaphragm 200, a piezoelectric element 300, a weight 400, a retainer 500, and a cover (not shown) 600).

상기 베이스(100)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 하면부(101), 측면부(102) 및 탄성부(110)로 이루어진다.The base 100 includes a bottom portion 101, a side portion 102, and an elastic portion 110 as shown in FIGS.

상기 측면부(102)는 상기 하면부(101)에서 절곡 형성되어 상기 베이스(100)의 정면 및 배면이 되며, 상기 베이스(100)에 뒤틀림이 발생하는 것을 최소화한다.The side portion 102 is bent at the bottom portion 101 to be a front surface and a back surface of the base 100 to minimize the distortion of the base 100.

상기 탄성부(110)는 상기 베이스(100)의 양단에서 상기 진동판(200)을 지지한다.The elastic part 110 supports the diaphragm 200 at both ends of the base 100.

구체적으로 상기 탄성부(110)는 상기 하면부(101) 양단에서 수직 상방향으로 절곡 형성된 수직부(111)와 상기 수직부(111)의 상단에서 상호 마주보는 방향인 상기 베이스(100)의 내측 방향으로 수직 절곡되어 상기 하면부(101)와 평행하게 배치되는 수평부(112)로 이루어진다.More specifically, the elastic portion 110 includes a vertical portion 111 bent in a vertical direction at both ends of the bottom portion 101 and an inner side of the base 100 facing each other at an upper end of the vertical portion 111 And a horizontal portion 112 that is bent in a direction perpendicular to the bottom portion 101 and is disposed in parallel with the bottom portion 101.

상기 수평부(112)에는 상기 진동판(200)의 양단이 각각 장착된다.Both ends of the diaphragm 200 are mounted on the horizontal portion 112.

이러한 상기 수직부(111) 및 수평부(112)는 상기 진동판(200)의 두께보다 얇고, 상기 베이스(100) 하면의 폭보다 좁다.The vertical portion 111 and the horizontal portion 112 are thinner than the diaphragm 200 and narrower than the bottom surface of the base 100.

이와 같이 상기 수직부(111) 및 수평부(112)는 상기 진동판(200)의 두께보다 얇고, 상기 하면부(101)의 폭보다 좁게 형성됨으로써, 상기 진동판(200)과 상기 베이스(100)의 하면부(101)에 비해 상대적으로 강성이 낮기 때문에 휨 변형되기 용이하여 상기 진동판(200)이 진동할 때, 상기 수직부(111)와 수평부(112)가 함께 휨 변형되면서 상기 진동판(200), 압전소자(300), 중량체(400) 및 리테이너(500)로 이루어진 진동부의 진동변위를 증가시키게 된다.The vertical portion 111 and the horizontal portion 112 are formed to be thinner than the thickness of the diaphragm 200 and narrower than the width of the bottom portion 101, The vertical portion 111 and the horizontal portion 112 are flexibly deformed together when the diaphragm 200 vibrates because the rigidity of the lower portion 101 is relatively low, , The piezoelectric element 300, the weight 400, and the retainer 500, as shown in Fig.

또한, 상기 탄성부(110)는 외부에서 강한 충격 발생시에 상기 진동부가 받는 충격을 분산시키는 역할을 한다.In addition, the elastic part 110 serves to disperse an impact received by the vibration part when a strong impact is generated from the outside.

상기 진동판(200)은 도 5(a)에 도시된 바와 같이 양단이 상기 베이스(100)에 지지된다.5 (a), both ends of the diaphragm 200 are supported on the base 100.

즉, 상기 진동판(200)의 양단은 상기 수평부(112)에 장착되어 상기 탄성부(110)와 함께 휨 변형되면서 진동한다.That is, both ends of the diaphragm 200 are mounted on the horizontal portion 112 and are flexibly deformed together with the elastic portion 110 to vibrate.

상기 진동판(200)은 낙하충격 등 외부에서 강한 충격이 발생했을 때, 사용변위 이상 변형이 발생하여 소성변형되거나 파손되는 것을 방지하기 위하여 그 두께를 두껍게 제작하였고, 이에 따른 상기 진동판(200)의 변위감소를 보완하고 공진 주파수의 증가를 개선하기 위하여 상기 탄성부(110)의 두께를 상기 진동판(200)의 두께보다 얇게 제작하여 상기 진동판(200)과 함께 상기 탄성부(110)가 휨 변형되도록 하였다.The diaphragm 200 is made thick in order to prevent plastic deformation or breakage of the diaphragm 200 due to abnormal deformation in use when a strong impact occurs from the outside such as a drop impact, The thickness of the elastic portion 110 is made thinner than the thickness of the diaphragm 200 in order to compensate for the decrease of the resonance frequency and to improve the increase of the resonance frequency so that the elastic portion 110 is flexibly deformed together with the diaphragm 200 .

상기 압전소자(300)는 상기 진동판(200)의 상부에 장착되고, 전류가 인가되면 휨 변형되면서 상기 진동판(200)에 진동을 발생시킨다.The piezoelectric element 300 is mounted on the diaphragm 200, and when the current is applied, the piezoelectric element 300 is flexurally deformed to generate vibration in the diaphragm 200.

상기 압전소자(300)는 회로기판(301)(FPCB)과 연결되어 전원을 공급받는다. The piezoelectric element 300 is connected to the circuit board 301 (FPCB) to receive power.

상기 중량체(400)는 상기 진동판(200)의 하부에 배치되어 상기 진동판(200)의 진동시 상기 진동판(200)과 함께 상하로 진동한다.The weight 400 is disposed below the diaphragm 200 and vibrates up and down with the diaphragm 200 when the diaphragm 200 vibrates.

상기 중량체(400)는 상기 진동부의 중량을 증가시켜 진동력을 증대시킨다.The weight (400) increases the weight of the vibrating part to increase vibration power.

이러한 상기 중량체(400)는 상기 리테이너(500)에 의해 중심부가 상기 진동판(200)에 결합되며, 상면이 중심부에서 양측으로 하향 경사지게 형성되어 양측 단부로 갈수록 상기 진동판(200)과의 사이가 멀어진다.The weight 400 is coupled to the diaphragm 200 by the retainer 500. The upper surface of the weight 400 is inclined downward from the central portion of the weight 400 so that the diaphragm 400 is separated from the diaphragm 200 All.

그리고 상기 중량체(400)의 양단 상면에는 상기 진동판(200)과 평행한 장착부(410)가 형성된다.A mounting portion 410 parallel to the diaphragm 200 is formed on both ends of the weight 400.

상기 장착부(410)에는 미들댐퍼(420)가 장착되어 상기 진동판(200)과 중량체(400) 사이에 배치된다.A middle damper 420 is mounted on the mounting portion 410 and disposed between the diaphragm 200 and the weight 400.

상기 중량체(400)는 전류가 인가된 압전소자(300)에 의해 상기 진동판(200)이 상하로 휨 변형되면 상기 진동판(200)과 함께 상하로 진동하게 된다.The weight 400 vibrates vertically together with the diaphragm 200 when the diaphragm 200 is flexed up and down by the piezoelectric device 300 to which the current is applied.

이때, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 진동판(200)이 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면, 상기 중량체(400)가 상기 진동판(200)의 중심부와 함께 상승하면서 상기 장착부(410)에 장착된 미들댐퍼(420)가 상기 진동판(200)의 양단 하면에 충돌하게 된다.6 (a), when the diaphragm 200 is bent and deformed in the upward direction, the weight 400 is lifted together with the central portion of the diaphragm 200, The middle damper 420 mounted on the vibration plate 200 collides with both ends of the diaphragm 200.

이와 같이 상기 진동판(200)과 중량체(400)가 상기 미들댐퍼(420)를 사이에 두고 상호 충돌하면서 진동하기 때문에 직선형 중량체(400)의 경우, 상기 진동판(200)의 양단 하면과 상기 중량체(400)의 양단 상면 사이의 거리가 짧기 때문에 상기 진동부의 진동변위가 감소하게 된다.Since the diaphragm 200 and the weight 400 vibrate while colliding with each other with the middle damper 420 interposed therebetween, the weight of the linear weight 400 can be adjusted by adjusting both ends of the diaphragm 200, The vibration displacement of the vibrating portion is reduced because the distance between the upper surfaces of both ends of the body 400 is short.

하지만 본 실시예에서는 상기 중량체(400)의 상면 형상을 중심부에서 상기 장착부(410)가 형성되어 있는 양단으로 갈수록 하향 경사지게 형성함으로써, 상기 진동판(200)과 중량체(400)가 상기 미들댐퍼(420)를 사이에 두고 상호 충돌하면서도 상기 진동부의 진동변위를 최대한 확보할 수 있도록 하였다.In the present embodiment, however, the upper surface of the weight 400 is inclined downwardly from the center to both ends of the mounting portion 410, so that the diaphragm 200 and the weight 400 are separated from the middle damper 420, and the vibration displacement of the vibrating part can be maximally ensured.

상기 리테이너(500)는 상기 진동판(200), 압전소자(300), 중량체(400)의 중심부를 감싸 결합시키고, 상기 진동판(200), 압전소자(300) 및 중량체(400)와 함께 상하로 진동한다.The retainer 500 surrounds the diaphragm 200, the piezoelectric element 300 and the center of the weight 400 and connects the diaphragm 200, the piezoelectric element 300 and the weight 400 together with the diaphragm 200, .

상기 리테이너(500)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상단이 상기 압전소자(300)의 상면보다 상부로 돌출되는 이격부(510)가 형성되어 있다.As shown in FIG. 5, the retainer 500 is formed with a spacing portion 510 whose upper end protrudes above the upper surface of the piezoelectric element 300.

이에 따라 낙하충격 등과 같이 외부로부터 강한 충격 발생시 상기 이격부(510)의 상단이 상기 커버(600)에 먼저 충돌하여 상기 압전소자(300)와 진동판(200)의 변위를 제한함으로써, 상기 압전소자(300)와 진동판(200)이 사용변위 이상으로 변형되는 것을 방지할 수 있고, 상기 압전소자(300)와 커버(600)와의 직접적인 충돌에 의한 파손을 방지할 수 있다.The upper end of the spacing part 510 first collides with the cover 600 to limit the displacement of the piezoelectric element 300 and the diaphragm 200 when a strong impact is generated from the outside, 300 and the diaphragm 200 can be prevented from being deformed by more than the used displacement and the damage due to the direct collision between the piezoelectric element 300 and the cover 600 can be prevented.

상기 이격부(510)는 상기 진동부의 정상적인 구동상태에서는 상기 커버(600)와 충돌하지 않으며, 전술한 바와 같은 비정상적인 충격 발생시에는 상기 커버(600)와 강하게 충돌하게 되기 때문에, 상기 리테이너(500)는 상기 진동판(200), 압전소자(300) 및 중량체(400)의 결합을 안정적으로 유지하면서 강한 충격을 흡수하여 감소시킬 수 있는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The spacer 500 does not collide with the cover 600 in a normal driving state of the vibration unit and strongly collides with the cover 600 when an abnormal impact as described above occurs, It is preferable that the diaphragm 200, the piezoelectric element 300, and the weight 400 are made of a material capable of absorbing and reducing a strong impact while stably maintaining the coupling between the diaphragm 200, the piezoelectric element 300,

그리고 상기 리테이너(500)의 하부에는 하부댐퍼(520)가 장착된다.A lower damper 520 is mounted on the lower portion of the retainer 500.

상기 진동판(200)이 상기 압전소자(300)에 의해 진동할 때 상기 리테이너(500)도 함께 진동하며, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 진동판(200)이 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 리테이너(500)의 하부에 장착된 상기 하부댐퍼(520)가 상기 베이스(100) 즉, 상기 하면부(101)에 충돌하게 된다.When the diaphragm 200 is vibrated by the piezoelectric element 300, the retainer 500 is also vibrated. As shown in Fig. 6 (b), the diaphragm 200 is concavely deformed in a downward direction The lower damper 520 mounted on the lower portion of the retainer 500 collides with the base 100, that is, the lower portion 101.

상기 하부댐퍼(520)는 이러한 충돌에 의한 충격을 흡수한다.The lower damper 520 absorbs the impact caused by the collision.

상기 커버(600)는 상기 베이스(100)의 상부에 장착되어 상기 진동판(200), 압전소자(300) 및 리테이너(500)를 덮는다.The cover 600 is mounted on the upper portion of the base 100 to cover the diaphragm 200, the piezoelectric element 300, and the retainer 500.

상기 커버(600)는 상기 베이스(100)와의 조립을 용이하게 하기 위하여 테두리에 가이드부(G)를 형성할 수도 있다.The cover 600 may be formed with a guide portion G to facilitate assembly with the base 100.

그리고 상기 커버(600)는 하부로 절곡 형성되어 상기 이격부(510)의 양측에 인접하게 배치되는 절곡부(610)를 포함한다.The cover 600 includes a bent portion 610 bent downward and disposed adjacent to both sides of the spacing portion 510.

상기 절곡부(610)는 외부로부터 횡방향 충격 발생시에 상기 이격부(510)의 횡방향 이동을 제한함으로써, 상기 진동판(200) 및 압전소자(300)의 길이방향 좌굴 및 소성변형을 방지할 수 있다.The bending portion 610 restricts lateral movement of the spacing portion 510 when the transverse impact is generated from the outside to prevent longitudinal buckling and plastic deformation of the diaphragm 200 and the piezoelectric element 300 have.

상기 절곡부(610)는 상기 이격부(510)와 길이방향 측면이 상호 접촉하게 되어, 접촉면적이 넓기 때문에 상호 충돌에 의한 충격을 분산시켜 상호 충돌에 의한 손상을 방지할 수 있다.Since the bent portions 610 are in contact with the longitudinal side surfaces of the spacing portions 510, the impact due to the collision is dispersed due to a large contact area, thereby preventing damage due to collision with each other.

그리고 상기 커버(600)의 하면 양측에는 상부댐퍼(620)가 장착된다.An upper damper 620 is mounted on both sides of the lower surface of the cover 600.

상기 상부댐퍼(620)는 외부에서 강한 충격 발생시에 상기 진동판(200)이 비정상적인 변형에 의해 상기 커버(600)에 직접적으로 충돌하여 파손되는 것을 방지한다.
The upper damper 620 prevents the diaphragm 200 from being directly collided with the cover 600 and being damaged by abnormal deformation when a strong external impact is generated.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 햅틱 액추에이터의 작동 구조에 대하여 상세히 알아본다.Hereinafter, an operating structure of the haptic actuator according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

상기 회로기판(301)을 통해 상기 압전소자(300)에 전류가 인가되면 상기 압전소자(300)에 의해 상기 진동판(200)이 휨 변형되면서 상하로 진동한다.When a current is applied to the piezoelectric element 300 through the circuit board 301, the diaphragm 200 is flexed and deformed by the piezoelectric element 300 to oscillate up and down.

이때, 상기 탄성부(110)가 함께 휨 변형됨으로써, 상기 진동판(200)을 상대적으로 두껍게 형성하여 강성을 높임으로써, 외부의 강한 충격에 의한 내구성을 향상시키면서 상기 진동부의 진동변위를 유지할 수 있다.At this time, the elastic part 110 is flexibly deformed together, thereby increasing the rigidity of the diaphragm 200 to be relatively thick, so that the vibration displacement of the vibration part can be maintained while improving the durability due to strong external impact.

한편, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 진동부가 진동하면서 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면 상기 중량체(400)가 상승하면서 상기 장착부(410)에 장착된 미들댐퍼(420)가 상기 진동판(200)의 하면에 충돌한다.6 (a), when the vibrating part is flexed and deformed in an upward direction while being vibrated, the weight 400 is lifted and the middle damper 420 attached to the mounting part 410 is lifted up, And collides with the lower surface of the substrate 200.

그리고 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 진동판(200)이 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 중량체(400) 및 리테이너(500)가 하강하면서, 상기 리테이너(500)의 하부에 장착된 상기 하부댐퍼(520)가 상기 베이스(100)의 하면부(101)에 충돌한다.6 (b), when the diaphragm 200 is bent downward concavely, the weight 400 and the retainer 500 descend, and when the diaphragm 200 is mounted on the lower portion of the retainer 500 The lower damper 520 collides with the lower surface 101 of the base 100.

이와 같이 진동발생시에, 상기 중량체(400)가 상승하면서 상기 미들댐퍼(420)와 진동판(200)이 충돌하고, 상기 중량체(400)가 하강하면서 상기 하부댐퍼(520)가 상기 베이스(100)와 충돌하여 빠른 진동방향의 전환이 이루어짐으로써, 더욱 신속하고 섬세한 진동반응을 제공하여 휴대단말기 사용자가 사용 상황에 따라 빠르고 섬세한 진동감을 느낄 수 있다.When the vibration is generated, the middle damper 420 and the diaphragm 200 collide with each other while the weight 400 is lifted. When the weight 400 descends, the lower damper 520 moves to the base 100 So that the vibration of the mobile terminal can be quickly and delicately vibrated according to the use of the mobile terminal.

그리고 상기 미들댐퍼(420)와 하부댐퍼(520)는 공진주파수 위치에서 충돌에 의해 발생할 수 있는 파형 왜곡과 충돌 소음을 감소시킬 수 있다.The middle damper 420 and the lower damper 520 can reduce the waveform distortion and the collision noise that may be caused by the collision at the resonance frequency position.

한편, 햅틱 액추에이터의 낙하시험이나 사용자의 부주의에 의한 강한 충격 발생시에는 상기 탄성부(110)가 함께 변형되면서 충격을 흡수하고 상기 진동판(200) 및 압전소자(300)의 과도한 변형을 방지하며, 상기 리테이너(500)의 이격부(510)가 상기 커버(600)에 접촉하여 상기 진동부의 상승변위를 제한함으로써, 상기 압전소자(300)와 커버(600)의 직접적인 충돌을 방지하고, 상기 압전소자(300)와 진동판(200)의 소성변형 및 파손을 최소화할 수 있다.On the other hand, when the haptic actuator drops or when a strong impact is generated due to carelessness of the user, the elastic part 110 is deformed together to absorb the impact and prevent the diaphragm 200 and the piezoelectric element 300 from being excessively deformed, It is possible to prevent direct collision between the piezoelectric element 300 and the cover 600 by restricting the upward displacement of the vibrating portion by contacting the spacer 600 with the spacing portion 510 of the retainer 500, 300 and the diaphragm 200 can be minimized.

본 발명인 햅틱 액추에이터는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The haptic actuator according to the present invention is not limited to the above-described embodiments but can be variously modified and embodied within the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 베이스, 101 : 하면부, 102 : 측면부, 110 : 탄성부, 111 : 수직부, 112 : 수평부,
200 : 진동판,
300 : 압전소자, 301 : 회로기판
400 : 중량체, 410 : 장착부, 420 : 미들댐퍼,
500 : 리테이너, 510 : 이격부, 520 : 하부댐퍼,
600 : 커버, 610 : 절곡부, 620 : 상부댐퍼,The present invention relates to an elastic member for a vehicle,
200: diaphragm,
300: piezoelectric element, 301: circuit board
400: heavy body, 410: mounting portion, 420: middle damper,
500: retainer, 510: spacing portion, 520: lower damper,
600: cover, 610: bent portion, 620: upper damper,

Claims (5)

삭제delete 베이스와;
양단이 상기 베이스에 지지되는 진동판과;
상기 진동판의 상부에 장착되어 전류가 인가되면 휨 변형되면서 상기 진동판에 진동을 발생시키는 압전소자와;
중심부가 상기 진동판의 하부에 장착되고, 양단이 상기 진동판과 이격되어 있는 중량체와;
상기 중량체의 상부 양단에 장착되어 상기 진동판의 하부에 배치되는 미들댐퍼와;
상기 중량체의 하부에 배치되는 하부댐퍼와;
상기 베이스의 상부에 장착되어 상기 진동판, 압전소자 및 중량체를 덮는 커버와;
상기 진동판, 압전소자, 중량체의 중심부를 감싸 결합시키는 리테이너를 포함하여 이루어지며,
상기 진동판의 중심부가 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면 상기 중량체가 상승하면서 상기 미들댐퍼가 상기 진동판의 하면에 충돌하고,
상기 진동판의 중심부가 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 중량체가 하강하면서 상기 하부댐퍼가 상기 베이스에 충돌하며,
상기 하부댐퍼는 상기 리테이너의 하면에 장착되는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.A base;
A diaphragm whose both ends are supported by the base;
A piezoelectric element mounted on the diaphragm and generating a vibration in the diaphragm when the current is applied;
A weight having a center portion mounted on a lower portion of the diaphragm and having both ends spaced apart from the diaphragm;
A middle damper mounted on both ends of the upper part of the weight body and disposed below the diaphragm;
A lower damper disposed under the weight;
A cover mounted on the base to cover the diaphragm, the piezoelectric element and the weight;
A piezoelectric element, and a retainer for surrounding and connecting the center of the weight body,
When the central portion of the diaphragm is deformed convexly in the upward direction, the middle damper is collided with the lower surface of the diaphragm while the weight is elevated,
When the central portion of the diaphragm is concavely deformed in a downward direction, the weight damages the lower damper to collide with the base,
And the lower damper is mounted on a lower surface of the retainer. 베이스와;
양단이 상기 베이스에 지지되는 진동판과;
상기 진동판의 상부에 장착되어 전류가 인가되면 휨 변형되면서 상기 진동판에 진동을 발생시키는 압전소자와;
중심부가 상기 진동판의 하부에 장착되고, 양단이 상기 진동판과 이격되어 있는 중량체와;
상기 중량체의 상부 양단에 장착되어 상기 진동판의 하부에 배치되는 미들댐퍼와;
상기 중량체의 하부에 배치되는 하부댐퍼와;
상기 베이스의 상부에 장착되어 상기 진동판, 압전소자 및 중량체를 덮는 커버; 를 포함하여 이루어지되,
상기 진동판의 중심부가 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면 상기 중량체가 상승하면서 상기 미들댐퍼가 상기 진동판의 하면에 충돌하고,
상기 진동판의 중심부가 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 중량체가 하강하면서 상기 하부댐퍼가 상기 베이스에 충돌하며,
상기 중량체는 상면이 중심부에서 양측으로 하향 경사지게 형성되어 양측 단부로 갈수록 상기 진동판과의 사이가 멀어지고,
상기 중량체의 상면 양측에는 상기 진동판과 평행한 장착부가 형성되며,
상기 미들댐퍼는 상기 장착부에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.A base;
A diaphragm whose both ends are supported by the base;
A piezoelectric element mounted on the diaphragm and generating a vibration in the diaphragm when the current is applied;
A weight having a center portion mounted on a lower portion of the diaphragm and having both ends spaced apart from the diaphragm;
A middle damper mounted on both ends of the upper part of the weight body and disposed below the diaphragm;
A lower damper disposed under the weight;
A cover mounted on the base to cover the diaphragm, the piezoelectric element and the weight; , ≪ / RTI >
When the central portion of the diaphragm is deformed convexly in the upward direction, the middle damper is collided with the lower surface of the diaphragm while the weight is elevated,
When the central portion of the diaphragm is concavely deformed in a downward direction, the weight damages the lower damper to collide with the base,
The weight body is formed such that its top surface is sloped downward to both sides from the central portion, and the distance between the diaphragm and the diaphragm is increased toward both ends,
A mounting portion parallel to the diaphragm is formed on both sides of the upper surface of the weight body,
And the middle damper is fixedly mounted to the mounting portion. 베이스와;
양단이 상기 베이스에 지지되는 진동판과;
상기 진동판의 상부에 장착되어 전류가 인가되면 휨 변형되면서 상기 진동판에 진동을 발생시키는 압전소자와;
중심부가 상기 진동판의 하부에 장착되고, 양단이 상기 진동판과 이격되어 있는 중량체와;
상기 중량체의 상부 양단에 장착되어 상기 진동판의 하부에 배치되는 미들댐퍼와;
상기 중량체의 하부에 배치되는 하부댐퍼와;
상기 베이스의 상부에 장착되어 상기 진동판, 압전소자 및 중량체를 덮는 커버; 를 포함하여 이루어지되,
상기 진동판의 중심부가 상방향으로 볼록하게 휨 변형되면 상기 중량체가 상승하면서 상기 미들댐퍼가 상기 진동판의 하면에 충돌하고,
상기 진동판의 중심부가 하방향으로 오목하게 휨 변형되면 상기 중량체가 하강하면서 상기 하부댐퍼가 상기 베이스에 충돌하며,
상기 베이스의 양단에는 상기 진동판을 지지하여 상기 진동판의 진동시에 휨 변형되면서 상기 베이스로 진동을 전달하는 탄성부가 형성되고,
상기 탄성부는,
상기 베이스의 하면 양단에서 수직으로 절곡 형성된 수직부와;
상기 수직부의 상단에서 상기 베이스의 내측 방향으로 수직 절곡되어 상기 진동판이 장착되는 수평부; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.A base;
A diaphragm whose both ends are supported by the base;
A piezoelectric element mounted on the diaphragm and generating a vibration in the diaphragm when the current is applied;
A weight having a center portion mounted on a lower portion of the diaphragm and having both ends spaced apart from the diaphragm;
A middle damper mounted on both ends of the upper part of the weight body and disposed below the diaphragm;
A lower damper disposed under the weight;
A cover mounted on the base to cover the diaphragm, the piezoelectric element and the weight; , ≪ / RTI >
When the central portion of the diaphragm is deformed convexly in the upward direction, the middle damper is collided with the lower surface of the diaphragm while the weight is elevated,
When the central portion of the diaphragm is concavely deformed in a downward direction, the weight damages the lower damper to collide with the base,
Wherein elastic portions are formed on both ends of the base to support the diaphragm and to transmit vibration to the base while the diaphragm is flexed and deformed,
The elastic portion
A vertical portion bent perpendicularly at both ends of the lower surface of the base;
A horizontal portion that is bent perpendicularly from an upper end of the vertical portion to an inner side of the base and to which the diaphragm is mounted; Wherein the haptic actuator comprises a haptic actuator. 청구항 4에 있어서,
상기 수직부 및 수평부는 상기 진동판의 두께보다 얇고, 상기 베이스 하면의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 햅틱 액추에이터.

The method of claim 4,
Wherein the vertical portion and the horizontal portion are thinner than the thickness of the diaphragm and narrower than a width of the bottom surface of the base.

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