RU109585U1

RU109585U1 - PIEZOMODULE HOUSING AND PIEZOMODULE FOR PIEZOELECTRIC KEYBOARD

Info

Publication number: RU109585U1
Application number: RU2011123985/08U
Authority: RU
Inventors: Семен Захарович Хондраш; Юрий Станиславович Кольцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НИКОЛЬ"
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2011-10-20

Abstract

1. Корпус (1) пьезомодуля для пьезоэлектрической клавиатуры, содержащий крышку (6), снабженную отходящими от ее нижней стороны фиксаторами (2), на концах которых предусмотрены защелки (3), отличающийся тем, что количество указанных фиксаторов (2) равно двум, а их защелки (3) направлены внутрь корпуса, при этом на нижней стороне крышки (6) расположены также два противолежащих выступа (4), отделенные от фиксаторов (2) проемами, причем указанные выступы (4) содержат боковые ограничители (5), ограничивающие между собой пространство для размещения токосъемника. ! 2. Корпус по п.1, отличающийся тем, что указанные фиксаторы (2) выполнены в виде упругих лапок. ! 3. Корпус по п.1, отличающийся тем, что он изготовлен из полимерного материала, в частности поликарбоната, полиимида, поливинилхлорида, АБС-сополимера. ! 4. Пьезомодуль, содержащий корпус (1), пьезоэлемент (7), токосъемник (8) и печатную плату (9), отличающийся тем, что в качестве корпуса (1) используется корпус по п.1. 1. The housing (1) of the piezoelectric module for the piezoelectric keyboard, comprising a cover (6), provided with latches (2) extending from its lower side, at the ends of which latches (3) are provided, characterized in that the number of said latches (2) is two, and their latches (3) are directed inside the housing, while on the lower side of the cover (6) there are also two opposite protrusions (4), separated from the clamps (2) by openings, and these protrusions (4) contain lateral limiters (5), limiting space for placement of current collectors ka. ! 2. The housing according to claim 1, characterized in that the said clips (2) are made in the form of elastic legs. ! 3. The housing according to claim 1, characterized in that it is made of a polymeric material, in particular polycarbonate, polyimide, polyvinyl chloride, ABS-copolymer. ! 4. A piezoelectric module comprising a housing (1), a piezoelectric element (7), a current collector (8) and a printed circuit board (9), characterized in that the housing according to claim 1 is used as the housing (1).

Description

Область техникиTechnical field

Данная полезная модель относится к корпусу пьезомодуля для пьезоэлектрической клавиатуры, используемой в качестве пользовательского интерфейса для управления электронными приборами как общепромышленного, так и специального назначения. В частности, полезная модель относится к корпусу пьезомодуля, который обеспечивает жесткую фиксацию относительно друг друга входящих в состав пьезомодуля компонентов и, тем самым, гарантирует стабильность рабочих параметров пьезомодуля, таких как усилие нажатия для срабатывания, устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам, а также устойчивость к перепадам температур. Кроме того, данная полезная модель относится к пьезомодулю, содержащему указанный корпус.This utility model relates to a piezoelectric module case for a piezoelectric keyboard used as a user interface for controlling electronic devices of both a general industrial and special purpose. In particular, the utility model relates to the body of the piezoelectric module, which provides rigid fixation of the components included in the composition of the piezoelectric module relative to each other and, thereby, guarantees the stability of the working parameters of the piezoelectric module, such as the pressing force for actuation, resistance to vibration and shock loads, as well as stability to temperature changes. In addition, this utility model relates to a piezoelectric module containing the specified housing.

Уровень техникиState of the art

Пьезоэлектрическая клавиатура представляет собой набор пьезоэлектрических выключателей (пьезокнопок), объединенных в единую панель и соединенных в общую электрическую схему. Принцип работы пьезоэлектрической клавиатуры основан на прямом пьезоэффекте. Говоря более конкретно, при нажатии на пьезокнопку, происходит деформация пьезоэлемента, входящего в состав пьезокнопки, и на его электродах возникает напряжение, достаточное для управления бесконтактными транзисторными ключами, генерирующими выходной сигнал, соответствующий нажатой кнопке.A piezoelectric keyboard is a set of piezoelectric switches (piezo buttons), combined into a single panel and connected to a common electrical circuit. The principle of operation of the piezoelectric keyboard is based on the direct piezoelectric effect. More specifically, when a piezo button is pressed, the piezoelectric element included in the piezoelectric button is deformed, and a voltage sufficient to control non-contact transistor switches generating an output signal corresponding to the pressed button occurs at its electrodes.

В отличие от пьезоэлектрических клавиатур, в обычных кнопочных или пленочных клавиатурах контактная группа представляет собой два проводящих элемента, замыкание которых происходит в результате механического перемещения одного из проводящих элементов до соприкосновения с другим. Внутри кнопок обычных кнопочных клавиатур имеется достаточно большое свободное пространство, при этом в таких кнопках предусмотрен металлический упругий элемент, подвергающийся значительной деформации при замыкании контакта. Указанные конструктивные особенности не обеспечивают герметичность кнопки и, соответственно, не позволяют добиться достаточной защиты контактной группы от воздействия внешней среды. В результате, обычные кнопочные клавиатуры имеют недостаточно высокую степень защиты IР34 в соответствии со стандартом IЕС 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96), а ресурс работы кнопок таких клавиатур составляет всего 400 тысяч нажатий.Unlike piezoelectric keyboards, in conventional push-button or film keyboards, the contact group consists of two conductive elements, the closure of which occurs as a result of mechanical movement of one of the conductive elements until it contacts the other. Inside the buttons of conventional button keyboards, there is a sufficiently large free space, while such buttons provide a metal elastic element that undergoes significant deformation when the contact closes. These design features do not ensure the tightness of the button and, accordingly, do not allow to achieve sufficient protection of the contact group from environmental influences. As a result, conventional push-button keyboards do not have a sufficiently high degree of protection IP34 in accordance with the IEC 60529 standard (DIN 40050, GOST 14254-96), and the resource of the buttons for such keyboards is only 400 thousand clicks.

Пленочные клавиатуры по сравнению с обычными кнопочными клавиатурами обладают большей устойчивостью к внешним воздействиям. Пленочные клавиатуры представляют собой многослойные соединения полимерных пленок. Данные клавиатуры широко используются в технике благодаря ряду преимуществ, к которым можно отнести компактность, невысокую цену, возможность изготовления клавиатур разнообразных форм, защищенность кнопок от истирания, герметичность и прочее. Как правило, пленочные клавиатуры соответствуют степени защиты IP64 и ресурс работы кнопок пленочных клавиатур равен примерно одному миллиону нажатий, что значительно превышает ресурс работы кнопок обычных кнопочных клавиатур. Однако, поскольку основным конструкционным материалом для пленочной клавиатуры являются полимерные пленки, данные клавиатуры имеют низкую защищенность от грубых механических воздействий, например, от удара острым предметом, от разрезания ножом. Во время подобного грубого воздействия происходит разрушение контактных групп клавиатуры, что приводит к ее выходу из строя. Кроме того, существуют ограничения по применению пленочных клавиатур в сложных условиях эксплуатации, когда внешняя поверхность подвергается активным истирающим нагрузкам (при попадании на клавиатуру песка, грязи или стружки) и в условиях агрессивной внешней среды (нефтепродукты, растворители и прочее).Film keyboards are more resistant to external influences than conventional button keyboards. Film keyboards are multilayer polymer film compounds. These keyboards are widely used in technology due to a number of advantages, which include compactness, low price, the ability to manufacture keyboards of various shapes, the buttons are protected from abrasion, tightness and more. As a rule, film keyboards correspond to the degree of protection IP64 and the life of the buttons of the film keyboards is approximately one million clicks, which significantly exceeds the resource of the buttons of conventional button keyboards. However, since polymer films are the main structural material for a film keyboard, these keyboards have low protection against harsh mechanical influences, for example, from hitting a sharp object, from cutting with a knife. During such a rough impact, the contact groups of the keyboard are destroyed, which leads to its failure. In addition, there are restrictions on the use of film keyboards in difficult operating conditions, when the outer surface is exposed to abrasive stresses (when sand, dirt or shavings get on the keyboard) and in aggressive environmental conditions (oil products, solvents, etc.).

Пьезоэлектрические клавиатуры, относящиеся к предмету настоящей полезной модели, напротив, характеризуются высокой устойчивостью к воздействию внешних факторов, в том числе они обладают повышенной вандалоустойчивостью. В качестве примера пьезоэлектрической клавиатуры можно привести клавиатуру, раскрытую в патенте RU 89310 (показана на фиг.1). Указанная пьезоэлектрическая клавиатура содержит лицевую панель 11 с графическими изображениями кнопок 12, разделительный элемент 13 с отверстиями 14 и коммутационные элементы, изготовленные на основе пьезоэлементов 7, установленных в корпусах 1 на печатной плате 9.Piezoelectric keyboards related to the subject of this utility model, on the contrary, are characterized by high resistance to external factors, including they have increased vandal resistance. An example of a piezoelectric keyboard is the keyboard disclosed in RU 89310 (shown in FIG. 1). The specified piezoelectric keyboard contains a front panel 11 with graphic images of the buttons 12, a separation element 13 with holes 14 and switching elements made on the basis of the piezoelectric elements 7 installed in the cases 1 on the printed circuit board 9.

При нажатии на лицевую панель 11 пальцем или другим предметом в зоне графических изображений кнопок 12 происходит незначительный прогиб лицевой панели. Это усилие нажатия передается через корпус 1 на пьезоэлемент 7, что приводит к его деформации. Деформируясь, пьезоэлемент создает разность потенциалов, которая открывает электронный ключ, установленный на печатной плате. При этом происходит замыкание выходных контактов, и генерируется выходной сигнал, соответствующий нажатой кнопке. При отжатии кнопки 12 разность потенциалов на пьезоэлементе 7 исчезает, и ключ запирается, т.е. контакты размыкаются и выходной сигнал, соответствующий нажатой кнопке, перестает генерироваться.When you press the front panel 11 with your finger or another object in the graphic area of the buttons 12, a slight deflection of the front panel occurs. This pressing force is transmitted through the housing 1 to the piezoelectric element 7, which leads to its deformation. Deforming, the piezoelectric element creates a potential difference, which opens the electronic key mounted on the printed circuit board. In this case, the output contacts are closed and the output signal corresponding to the pressed button is generated. When the button 12 is pressed, the potential difference on the piezoelectric element 7 disappears, and the key is locked, i.e. the contacts open and the output signal corresponding to the pressed button ceases to be generated.

Как правило, лицевая панель 11 и разделительный элемент 13 пьезоэлектрической клавиатуры изготавливаются из металла, а зазор между разделительным элементом 13 и корпусами 1 заполняется герметиком. Такая конструкция позволяет полностью герметизировать клавиатуру, обеспечивая ей степень защиты IP68, более высокую, чем в случае обычных кнопочных или пленочных клавиатур, а отсутствие отдельных механических частей приводит к существенному повышению ресурса работы кнопок пьезоэлектрической клавиатуры до пяти миллионов нажатий. Изготовление лицевой панели из металла значительно повышает устойчивость пьезоэлектрической клавиатуры к механическим повреждениям, то есть вандалоустойчивость.As a rule, the front panel 11 and the separation element 13 of the piezoelectric keyboard are made of metal, and the gap between the separation element 13 and the housings 1 is filled with sealant. This design allows the keyboard to be completely sealed, providing it with an IP68 degree of protection that is higher than in the case of conventional push-button or film keyboards, and the absence of separate mechanical parts leads to a significant increase in the life of the piezoelectric keyboard buttons to five million keystrokes. The manufacture of a metal front panel significantly increases the resistance of the piezoelectric keyboard to mechanical damage, i.e. vandal resistance.

Как следует из описанного выше, основным элементом пьезоэлектрической клавиатуры является пьезоэлемент. Величина усилия нажатия, обеспечивающая возникновение разности потенциалов, необходимой для открытия электронного ключа, зависит от конструкции узла пьезоэлемент - электронный ключ. В патенте RU 73120 узел пьезоэлемент - электронный ключ предложено выполнять в виде единого пьезомодуля. Причем в целях стандартизации таких пьезомодулей по параметру "усилие нажатия", их было предложено выпускать номенклатурной линейкой, имеющей одинаковую конструкцию, но характеризующейся разной величиной усилия нажатия. Пьезомодуль, известный из патента RU 73120, (показан на фиг.2) содержит корпус 1, пьезоэлемент 7, токосъемник 8 и печатную плату 9 с установленным электронным ключом и выводами 10. Пьезоэлемент 7 содержит положительный электрод и металлическую подложку, выполняющую функцию отрицательного электрода. Токосъемник 8 представляет собой соединитель с чередующимися проводящими и изолирующими слоями, который одной своей поверхностью соприкасается с положительным и отрицательным электродами пьезоэлемента 7, а противоположной поверхностью соприкасается с контактными площадками печатной платы 9.As follows from the above, the main element of the piezoelectric keyboard is a piezoelectric element. The magnitude of the pressing force that provides the occurrence of the potential difference necessary to open the electronic key depends on the design of the piezoelectric element - electronic key assembly. In the patent RU 73120, the piezoelectric element - electronic key assembly is proposed to be implemented as a single piezoelectric module. Moreover, in order to standardize such piezoelectric modules with respect to the "pressure force" parameter, it was proposed to produce them with a nomenclature ruler having the same design, but characterized by different pressure forces. The piezoelectric module known from patent RU 73120 (shown in FIG. 2) contains a housing 1, a piezoelectric element 7, a current collector 8 and a printed circuit board 9 with an installed electronic key and terminals 10. The piezoelectric module 7 contains a positive electrode and a metal substrate that acts as a negative electrode. The current collector 8 is a connector with alternating conductive and insulating layers, which, on one surface, is in contact with the positive and negative electrodes of the piezoelectric element 7, and the opposite surface is in contact with the contact pads of the printed circuit board 9.

Корпус 1 пьезомодуля жестко фиксирует относительно друг друга входящие в состав пьезомодуля компоненты, обеспечивая при этом постоянное усилие прижатия токосъемника 8 к пьезоэлементу 7 и печатной плате 9, за счет чего обеспечивается стандартизованная величина усилия нажатия на пьезокнопку. Таким образом, указанный корпус 1 обеспечивает стабильность рабочих параметров пьезомодуля, таких как усилие нажатия для срабатывания, устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам, а также устойчивость к перепадам температур.The housing 1 of the piezoelectric module rigidly fixes relative to each other the components that make up the piezoelectric module, while providing a constant pressure force of the current collector 8 to the piezoelectric element 7 and the printed circuit board 9, due to which a standardized amount of pressure is applied to the pressure of the piezo button. Thus, this housing 1 ensures the stability of the operating parameters of the piezoelectric module, such as the pressing force for actuation, resistance to vibration and shock loads, as well as resistance to temperature extremes.

Известный корпус 1, изображенный на фиг.2, выполнен в форме стакана с четырьмя фиксаторами 3, расположенными по его периферии. Указанные фиксаторы 3 содержат защелки, которые вставляются в отверстия печатной платы 9 и защелкиваются при приложении давления к основанию корпуса 1, обеспечивая, тем самым, жесткую постоянную фиксацию всех компонентов пьезомодуля относительно друг друга.The known housing 1, shown in figure 2, is made in the form of a glass with four clips 3 located on its periphery. These latches 3 contain latches that are inserted into the holes of the printed circuit board 9 and snap into place when pressure is applied to the base of the housing 1, thereby providing a rigid permanent fixation of all components of the piezoelectric module relative to each other.

Указанный корпус пьезомодуля, принятый за ближайший аналог заявляемого корпуса, обладает следующими существенными недостатками, обусловленными его конструктивными особенностями:The specified piezoelectric module housing, adopted for the closest analogue of the claimed housing, has the following significant drawbacks due to its design features:

- наличие четырех фиксаторов обеспечивает чрезмерную степень сцепления корпуса с печатной платой, что не позволяет без повреждения компонентов пьезомодуля производить его разборку в случае необходимости;- the presence of four clamps provides an excessive degree of adhesion of the housing to the printed circuit board, which does not allow disassembling the components of the piezoelectric module to disassemble it if necessary;

- поскольку защелки, расположенные по периферии корпуса, вставляются в отверстия, выполненные в печатной плате, внешние размеры печатной платы должны превышать внешний диаметр корпуса. В результате, минимальный шаг установки таких пьезомодулей на клавиатуре превышает рекомендуемое значение, составляющее обычно 21 мм;- since the latches located on the periphery of the housing are inserted into the holes made in the printed circuit board, the external dimensions of the printed circuit board must exceed the external diameter of the housing. As a result, the minimum installation step of such piezoelectric modules on the keyboard exceeds the recommended value, which is usually 21 mm;

- изготовление корпуса в виде стакана со сплошной периферической стенкой приводит к необходимости выполнения в печатной плате дополнительных отверстий для заливки в пьезомодуль герметика, что увеличивает размеры и стоимость печатной платы;- the manufacture of the case in the form of a glass with a continuous peripheral wall leads to the need to make additional holes in the printed circuit board for filling the sealant into the piezoelectric module, which increases the size and cost of the printed circuit board;

- кроме того, поскольку периферическая стенка корпуса является сплошной, в корпусе пьезомодуля создаются неблагоприятные условия для вытеснения воздуха из внутреннего объема пьезомодуля при его заливке герметиком, в результате чего во внутреннем объеме пьезомодуля образуются остаточные воздушные пустоты и пузыри, что, в свою очередь, приводит к нестабильной работе пьезомодуля при резких температурных колебаниях.- in addition, since the peripheral wall of the housing is continuous, unfavorable conditions are created in the piezomodule housing for displacing air from the inner volume of the piezomodule when it is filled with sealant, as a result of which residual air voids and bubbles form in the inner volume of the piezomodule, which, in turn, leads to unstable operation of the piezoelectric module under sharp temperature fluctuations.

Принимая во внимание указанные выше недостатки известного корпуса пьезомодуля, заявитель формулирует задачу данной полезной модели как создание корпуса пьезомодуля для пьезоэлектрической клавиатуры, конструкция которого позволяет производить разборку и повторную сборку пьезомодуля без повреждения установленных внутри корпуса компонентов, изготавливать пьезоэлектрические клавиатуры с меньшим шагом установки пьезомодулей, а также позволяет избежать образования воздушных пузырей во внутреннем объеме пьезомодуля при его заливке герметиком, обеспечивая тем самым стабильную работу пьезомодуля при резких колебаниях температуры.Taking into account the above-mentioned shortcomings of the known piezoelectric module case, the applicant formulates the objective of this utility model as creating a piezoelectric module case for a piezoelectric keyboard, the design of which allows disassembling and reassembling the piezoelectric module without damaging the components installed inside the case, producing piezoelectric keyboards with a smaller installation step of the piezoelectric modules, and also avoids the formation of air bubbles in the internal volume of the piezoelectric module when it is filled with rmetikom, thereby ensuring stable operation of piezoelectric under extreme temperature variations.

Дополнительной задачей полезной модели является создание корпуса пьезомодуля для пьезоэлектрической клавиатуры, конструкция которого позволяет использовать печатные платы с уменьшенными внешними размерами, более простой конструкции, и, соответственно, более дешевые, что, в свою очередь, позволяет снизить стоимость пьезомодуля в целом.An additional objective of the utility model is the creation of a piezoelectric module housing for a piezoelectric keyboard, the design of which allows the use of printed circuit boards with reduced external dimensions, a simpler design, and, accordingly, cheaper, which, in turn, allows to reduce the cost of the piezoelectric module as a whole.

Кроме того, задача настоящей полезной модели заключается в том, чтобы предложить компактные и более дешевые пьезомодули, которые можно объединять в клавиатуры или использовать в отдельных, самостоятельных пьезокнопках.In addition, the objective of this utility model is to offer compact and cheaper piezoelectric modules that can be combined into keyboards or used in separate, independent piezo buttons.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Поставленная задача решена путем создания корпуса пьезомодуля для пьезоэлектрической клавиатуры, содержащего крышку, снабженную отходящими от ее нижней стороны фиксаторами, на концах которых предусмотрены защелки. Заявленный корпус характеризуется тем, что количество фиксаторов равно двум, а их защелки направлены внутрь корпуса, при этом на нижней стороне крышки расположены также два противолежащих выступа, отделенные от фиксаторов проемами, причем указанные выступы содержат боковые ограничители, ограничивающие между собой пространство для размещения токосъемника.The problem is solved by creating a piezoelectric module housing for a piezoelectric keyboard, comprising a cover provided with latches extending from its lower side, at the ends of which latches are provided. The claimed housing is characterized in that the number of latches is equal to two, and their latches are directed inside the housing, while on the lower side of the lid there are also two opposing protrusions, separated from the latches by openings, and these protrusions contain side stops that limit the space for the current collector to be located.

Согласно одному из вариантов полезной модели, указанные фиксаторы выполнены в виде упругих лапок.According to one embodiment of the utility model, said latches are made in the form of elastic legs.

Согласно одному из вариантов полезной модели, корпус пьезомодуля изготовлен из полимерного материала, в частности поликарбоната, полиимида, поливинилхлорида или АБС-сополимера.According to one embodiment of the utility model, the piezomodule housing is made of a polymeric material, in particular polycarbonate, polyimide, polyvinyl chloride or an ABS copolymer.

Также для решения поставленной выше задачи предложен пьезомодуль, содержащий корпус, пьезоэлемент, токосъемник и печатную плату, характеризующийся тем, что в качестве корпуса в нем используется заявленный корпус.Also, to solve the problem posed above, a piezoelectric module is proposed comprising a housing, a piezoelectric element, a current collector and a printed circuit board, characterized in that the claimed housing is used as a housing therein.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее полезная модель описана на примере предпочтительного варианта ее осуществления, раскрытого со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее.Next, a utility model is described by the example of a preferred embodiment, disclosed with reference to the accompanying drawings, which depict the following.

На фиг.1 изображена известная пьезоэлектрическая клавиатура.Figure 1 shows the well-known piezoelectric keyboard.

На фиг.2 изображен известный пьезомодуль.Figure 2 shows the well-known piezomodule.

Фиг.3 с пространственным разделением элементов изображает пьезомодуль, содержащий предложенный корпус.Figure 3 with a spatial separation of the elements depicts a piezoelectric module containing the proposed housing.

На фиг.4 изображен пьезомодуль в сборе, содержащий предложенный корпус.Figure 4 shows the piezoelectric module assembly containing the proposed housing.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг.3 показан пьезомодуль с заявленным корпусом 1. Корпус 1 пьезомодуля содержит крышку 6. В отличие от описанного выше известного корпуса пьезомодуля, в заявленном корпусе 1 вместо сплошной периферической стенки используются два противолежащих вертикальных выступа 4, расположенные на нижней стороне крышки 6. Каждый из выступов 4 содержит два боковых ограничителя 5, ограничивающих между собой пространство для размещения токосъемника.Figure 3 shows the piezoelectric module with the claimed case 1. The body 1 of the piezoelectric module contains a cover 6. In contrast to the above-described known case of the piezoelectric module, instead of a solid peripheral wall, two opposing vertical protrusions 4 located on the lower side of the cover 6 are used. Each of the protrusions 4 contains two lateral limiters 5, limiting between themselves the space for placement of the current collector.

Корпус 1 пьезомодуля также содержит фиксаторы 2, отходящие от нижней стороны крышки 6 и выполненные в предпочтительном варианте в виде упругих лапок, длина которых соответствует толщине собранного пьезомодуля. Количество указанных фиксаторов равно двум. На концах фиксаторов 2 предусмотрены защелки 3, выполненные в виде элементов со скошенной поверхностью, причем защелки 3 указанной скошенной поверхностью направлены внутрь корпуса 1. Между фиксаторами 2 и выступами 4 имеются проемы.The housing 1 of the piezoelectric module also contains clamps 2 extending from the underside of the cover 6 and is preferably made in the form of elastic legs, the length of which corresponds to the thickness of the assembled piezoelectric module. The number of these latches is equal to two. At the ends of the latches 2 latches 3 are provided, made in the form of elements with a beveled surface, and the latches 3 of the indicated beveled surface are directed inside the housing 1. Between the latches 2 and the protrusions 4 there are openings.

Корпус 1 пьезомодуля изготовлен из полимерного материала.The housing 1 of the piezoelectric module is made of a polymer material.

В корпусе 1 располагаются пьезоэлемент 7, токосъемник 8 и печатная плата 9 с установленным электронным ключом.In the housing 1 are a piezoelectric element 7, a current collector 8 and a printed circuit board 9 with an installed electronic key.

Пьезоэлемент 7 представляет собой, как правило, пьезокерамическую пластину, снабженную двумя электродами. Он прикреплен к внутренней стороне крышки 6 корпуса 1.The piezoelectric element 7 is, as a rule, a piezoceramic plate equipped with two electrodes. It is attached to the inside of the cover 6 of the housing 1.

Под пьезоэлементом 7 установлен токосъемник 8, содержащий чередующиеся проводящие и изолирующие слои. Токосъемник 8 вставляют в пространство между боковыми ограничителями 5 выступов 4.Under the piezoelectric element 7 a current collector 8 is installed, containing alternating conductive and insulating layers. The current collector 8 is inserted into the space between the side stops 5 of the protrusions 4.

Печатная плата 9 расположена снизу токосъемника 8. Направленные внутрь корпуса 1 защелки 3 фиксаторов 2 прочно удерживают печатную плату 9 в корпусе 1, обеспечивая постоянное усилие прижатия токосъемника 8 к пьезоэлементу 7 и печатной плате 9. Печатная плата 9 содержит контактные площадки, которые через токосъемник 8 контактируют с положительным и отрицательным электродами пьезоэлемента 7.The printed circuit board 9 is located at the bottom of the current collector 8. The latches 3 of the latches 2 directed into the housing 1 hold the printed circuit board 9 firmly in the housing 1, providing a constant force to press the current collector 8 to the piezoelectric element 7 and printed circuit board 9. The printed circuit board 9 contains contact pads that are connected through the current collector 8 in contact with the positive and negative electrodes of the piezoelectric element 7.

На фиг.4 пьезомодуль показан в сборе.4, the piezoelectric module is shown as an assembly.

Заявленный пьезомодуль можно использовать как в составе отдельной пьезокнопки, так и в составе клавиатуры. Очевидно, что в первом случае используется только один пьезомодуль, тогда как во втором - группа объединенных пьезомодулей.The claimed piezoelectric module can be used both as part of a separate piezo button and as part of a keyboard. Obviously, in the first case, only one piezomodule is used, while in the second case a group of combined piezomodules is used.

Пьезомодуль функционирует следующим образом. При механическом воздействии на внешнюю поверхность крышки 6 корпуса 1 происходит ее деформация, которая передается на пьезоэлемент 7. В процессе деформации пьезоэлемента 7 между его положительными и отрицательными электродами возникает разность потенциалов, которая через токосъемник 8 воспринимается положительной и отрицательной контактными площадками печатной платы 9 и открывает смонтированный на печатной плате электронный ключ, генерирующий соответствующий выходной сигнал. После снятия давления с внешней стороны крышки 6 корпуса 1 пьезоэлемент принимает прежнюю форму, разность потенциалов исчезает и электронный ключ запирается.The piezomodule operates as follows. During mechanical action on the outer surface of the cover 6 of the housing 1, its deformation occurs, which is transmitted to the piezoelectric element 7. During the deformation of the piezoelectric element 7, a potential difference arises between its positive and negative electrodes, which is perceived through the current collector 8 as the positive and negative contact pads of the printed circuit board 9 and opens mounted on a printed circuit board electronic key that generates the corresponding output signal. After relieving pressure from the outside of the cover 6 of the housing 1, the piezoelectric element takes its previous shape, the potential difference disappears and the electronic key is locked.

В случае если заявленный пьезомодуль требуется разобрать, это можно сделать, не повредив находящиеся внутри корпуса 1 компоненты. Благодаря тому что корпус 1 пьезомодуля содержит только два фиксатора, печатную плату 9 можно легко отсоединить от корпуса 1, отведя защелки 3 фиксаторов 2 в стороны на необходимое расстояние. После снятия печатной платы 9 с корпуса 1, можно извлечь из корпуса остальные компоненты пьезомодуля, а именно токосъемник 8 и пьезоэлемент 7. И впоследствии повторно собрать пьезомодуль.If the claimed piezoelectric module needs to be disassembled, this can be done without damaging the components inside the housing 1. Due to the fact that the housing 1 of the piezomodule contains only two latches, the printed circuit board 9 can be easily disconnected from the housing 1 by releasing the latches 3 of the latches 2 to the sides to the required distance. After removing the printed circuit board 9 from the housing 1, you can remove from the housing the remaining components of the piezoelectric module, namely the current collector 8 and the piezoelectric element 7. And subsequently reassemble the piezoelectric module.

Таким образом, в данной заявке раскрыт корпус пьезомодуля, лишенный недостатков устройства известного уровня техники, и пьезомодуль, содержащий указанный корпус. Благодаря тому что защелки фиксаторов направлены внутрь корпуса, становится возможным применять печатные платы, внешние размеры которых меньше внешнего диаметра корпуса. Наличие только двух фиксаторов обеспечивает возможность разборки и повторной сборки пьезомодуля без необратимой деформации установленных в корпус компонентов. Наличие проемов в корпусе упрощает процесс заполнения внутреннего объема пьезомодуля герметиком и исключает вероятность образования остаточных воздушных пузырей и пустот. Боковые ограничители позволяют установить токосъемник в требуемом положении. Кроме того, благодаря заявленной конструкции корпуса удается использовать печатные платы с меньшими внешними размерами, более простой конструкции и, соответственно, более дешевые, что, в свою очередь, позволяет сократить затраты на изготовление всего пьезомодуля.Thus, in this application disclosed a piezoelectric module housing devoid of the disadvantages of the prior art device, and a piezoelectric module containing the specified housing. Due to the fact that the latches of the latches are directed inside the case, it becomes possible to use printed circuit boards whose external dimensions are smaller than the outer diameter of the case. The presence of only two latches provides the ability to disassemble and reassemble the piezoelectric module without irreversible deformation of the components installed in the housing. The presence of openings in the housing simplifies the process of filling the internal volume of the piezoelectric module with sealant and eliminates the possibility of the formation of residual air bubbles and voids. Side stops allow you to set the current collector in the desired position. In addition, thanks to the claimed housing design, it is possible to use printed circuit boards with smaller external dimensions, a simpler design and, accordingly, cheaper, which, in turn, reduces the cost of manufacturing the entire piezoelectric module.

Выше описан предпочтительный вариант осуществление полезной модели, который не следует рассматривать как ограничение патентных притязаний полезной модели. Специалистам данной области техники понятно, что в описанный вариант выполнения могут быть внесены различные изменения и дополнения, не выходящие за пределы правовой охраны настоящей полезной модели, установленной приложенной формулой.The above describes the preferred embodiment of the utility model, which should not be construed as limiting the patent claims of the utility model. Specialists in the art will understand that various changes and additions can be made to the described embodiment that do not go beyond the legal protection of this utility model established by the attached formula.

Номера позицийItem Numbers

1 - корпус пьезомодуля1 - piezoelectric module housing

2 - фиксаторы2 - clamps

3 - защелки3 - latches

4 - выступы4 - protrusions

5 - боковые ограничители5 - side stops

6 - крышка корпуса6 - housing cover

7 - пьезоэлемент7 - piezoelectric element

8 - токосъемник8 - current collector

9 - печатная плата9 - printed circuit board

10 - выводы10 - conclusions

11 - лицевая панель11 - front panel

12 - кнопки с графическими изображениями12 - buttons with graphic images

13 - разделительный элемент13 - separation element

14 - отверстия14 - holes

Claims

1. The housing (1) of the piezoelectric module for the piezoelectric keyboard, comprising a cover (6), provided with latches (2) extending from its lower side, at the ends of which latches (3) are provided, characterized in that the number of said latches (2) is two, and their latches (3) are directed inside the housing, while on the lower side of the cover (6) there are also two opposite protrusions (4), separated from the clamps (2) by openings, and these protrusions (4) contain lateral limiters (5), limiting space for placement of current collectors ka.

2. The housing according to claim 1, characterized in that the said clips (2) are made in the form of elastic legs.

3. The housing according to claim 1, characterized in that it is made of a polymeric material, in particular polycarbonate, polyimide, polyvinyl chloride, ABS-copolymer.

4. A piezoelectric module comprising a housing (1), a piezoelectric element (7), a current collector (8) and a printed circuit board (9), characterized in that the housing according to claim 1 is used as the housing (1).