Пьезовыключатель со световой кольцевой индикацией

Авторы патента:

H01H57 - Электрострикционные реле; пьезоэлектрические реле

Полезная модель относится к области электротехники и может использоваться в системах управления процессами в самых различных отраслях промышленности, транспорта, сельского хозяйства и т.п. Техническим результатом предложенной полезной модели является упрощение конструкции и сборки элементов устройства, повышение надежности при эксплуатации. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией, содержит кожух цилиндрической формы, в котором размещены светодиод, светопроводящий элемент, в полости которого установлен стакан, внешняя поверхность дна которого располагается в плоскости лицевой стороны кожуха. В стакане установлен модуль, в корпусе которого расположены пьезоэлемент, соединитель типа «зебра» и печатная плата с электрической схемой.

Известны пьезовыключатели со светодиодной кольцевой индикацией, например, пьезокнопка со светодиодным кольцом SBR, фирмы Baran Advanced Technologies (Каталог EVERSWITCH, сентябрь 2006). Светодиодное кольцо пьезокнопки SBR образовано группой маломощных светодиодов, размещенных по периферии кнопки и защищенных кольцевой крышкой из прозрачного материала.

Недостатками аналога пьезовыключателя со светодиодной кольцевой индикацией являются усложнение схемы включения светодиодов, ограничивающее возможности выполнения индикации на малые напряжения питания и исключающее введение ее многоцветности, а также слабая и неравномерная светимость светодиодного кольца, что не позволяет достичь технического результата заявляемой полезной модели.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности, принятым за прототип, является пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией (US 5636729, 1997 г.) содержащий кожух цилиндрической формы, в котором размещены светопроводящий элемент, пьезоэлемент, выполненный в виде диска с отверстием, светодиод и печатная плата с электрической схемой, соединитель, выполненный в виде проводов. Наружная поверхность светопроводящего элемента располагается в плоскости лицевой поверхности кожуха и образует кнопку, предназначенную для тактильного воздействия на нее. Это воздействие от светопроводящего элемента передается на пьезоэлемент, в отверстие которого входит внутренняя поверхность светопроводящего элемента, механически контактирующая с пьезоэлементом. Воспринимая механическое воздействие, пьезоэлемент генерирует выходной сигнал, поступающий по соединителю в электрическую схему печатной платы, усиливаемый схемой и поступающий на выход пьезовыключателя по выводам светодиода.

Светодиод пьезовыключателя со светодиодной кольцевой индикацией расположен по его оси напротив отверстия в пьезоэлементе; при подаче напряжения питания светодиода по его выводам, он освещает внутреннюю поверхность светопроводящего элемента, по телу которого свет достигает его наружной поверхности и вызывает эффект свечения кнопки пьезовыключателя.

Для осуществления кольцевой индикации в прототипе необходимо центральную область наружной поверхности светопроводящего элемента закрывать непрозрачным экраном, а необходимость выполнения соединителя пьезоэлемента с электрической схемой печатной платы в виде проводов дополнительно усложняют его конструкцию.

Недостатком устройства-прототипа является сложность конструкции и сборки пьезовыключателя, снижающие надежность его работы.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции и сборки элементов устройства, а также повышение надежности работы.

Технический результат достигается тем, что в пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией, содержащий кожух, светопроводящий элемент, светодиод, пъезоэлемент, печатную плату с электрической схемой, соединитель, введен металлический стакан с модулем, причем внешняя сторона дна стакана располагается в плоскости лицевой поверхности кожуха. Модуль расположен с внутренней стороны дна стакана, и содержит корпус, в котором размещены пьезоэлемент, печатная плата с электрической схемой, соединитель, выполненный, по крайней мере, в виде соединителя типа «зебра». Светопроводящий элемент выполнен в виде цилиндрического тела с полостью, в которой расположены стакан с модулем. Пъезоэлемент содержит металлическую подложку.

Сущность полезной модели заключается в том, что введение в устройство стакана с модулем, установленных в полости светопроводящего элемента и расположении печатной платы с электрической схемой и пъезоэлемента с металлической подложкой в корпусе модуля, а также соединении пьезоэлемента с электрической схемой печатной платы посредством соединителя типа «зебра», позволяет упростить сборку пьезовыключателя со светодиодной кольцевой индикацией, а также повысить надежность его работы. Перечисленные признаки позволяют также достичь равномерности и стабильности свечения светодиодного кольца и выполнить индикацию на малые напряжения питания.

На фиг.1 показан общий вид устройства, на фиг.2 - вид справа, на фиг.3 - модуль, где приняты следующие обозначения:

1 - кожух;

2 - светопроводящий элемент;

3 - модуль;

4 - стакан;

5 - светодиод;

6 - выводы модуля;

7 - выводы светодиода;

8 - корпус модуля;

9 - пъезоэлемент;

10 - печатная плата с электрической схемой;

11 - соединитель.

Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией содержит кожух 1 цилиндрической формы, светопроводящий элемент 2, выполненный в виде цилиндрического тела, в полости которого расположен стакан 4 с модулем 3, светодиод 5 с выводами 7, причем внешняя сторона дна стакана 4 располагается в плоскости лицевой поверхности кожуха 1. Модуль 3 расположенный с внутренней стороны дна стакана, содержит корпус 8, в котором расположены пьезоэлемент 9, содержащий металлическую подложку, соединитель 11, выполненный в виде соединителя типа «зебра» и печатная плата с электрической схемой 10.

Модуль с открытой стороны кожуха 1 залит компаундом, сквозь который наружу выходят выводы модуля 6.

Соединитель 11, выполнен из эластичного материала, в котором чередуются проводящие и изолирующие слои, контактирующие с пьезоэлементом 9, с его металлической подложкой и печатной платой 10.

Работает пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией следующим образом. При тактильном воздействии на стакан 4 приложенное к нему механическое усилие передается находящемуся в модуле 3 пьезоэлементу 9, который генерирует выходной сигнал, поступающий по соединителю 11 в электрическую схему печатной платы 10, усиливаемый схемой и передающийся во внешние устройства по выводам модуля 6.

При подаче питания на выводы светодиода 7, последний начинает светиться; свет его распространяется по телу светопроводящего элемента 2 и создает эффект световой индикации на лицевой поверхности пьезовыключателя.

За счет введения в устройство стакана с модулем и установки их в полости светопроводящего элемента, расположения пъезоэлемента с металлической подложкой и печатной платы с электрической схемой в корпусе модуля, а также выполнения соединителя пъезоэлемента с электрической схемой печатной платы в виде соединителя типа «зебра» упрощается сборка элементов устройства, повышается надежность его работы.

Опытные испытания показали результативность заявляемого решения.

1. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией, содержащий кожух, светопроводящий элемент, светодиод, пьезоэлемент, печатную плату с электрической схемой, соединитель, отличающийся тем, что введен металлический стакан с модулем, причем внешняя сторона дна стакана располагается в плоскости лицевой поверхности кожуха.

2. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1, отличающийся тем, что модуль расположен с внутренней стороны дна стакана.

3. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1, отличающийся тем, что модуль содержит корпус.

4. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1 или 3, отличающийся тем, что пьезоэлемент, печатная плата с электрической схемой, соединитель расположены в корпусе модуля.

5. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1, отличающийся тем, что соединитель выполнен, по крайней мере, в виде соединителя типа «зебра».

6. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1, отличающийся тем, что светопроводящий элемент выполнен в виде цилиндрического тела с полостью.

7. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1 или 6, отличающийся тем, что стакан с модулем расположены в полости светопроводящего элемента.

8. Пьезовыключатель со светодиодной кольцевой индикацией по п.1, отличающийся тем, что пьезоэлемент содержит металлическую подложку.