КЛАВИАТУРА ЭКРАНИРОВАННАЯ МАЛОШУМНАЯ

Полезная модель относится к области радиотехники и может быть использована в электронном оборудовании, в частности, в средствах вычислительной техники, системах автоматизации и управления.
Известна клавиатура для электронного оборудования (заявка US №2011/0115651 A1 от 12.01.2010), имеющая
- корпус из диэлектрического материала, состоящий из основания и крышки; вложенную в основание корпуса контактную мембрану клавиатуры с нанесенной на нее схемой,
- микроконтроллер, подсоединенный к схеме контактной мембраны;
- клавиши, размещенные в крышке, образующие клавиатуру, вызывающие при нажатии замыкание в схеме контактной мембраны,
- заземление через оплетку экранированного кабеля.
Недостаток данной клавиатуры - в отсутствии экранирования контактной мембраны.
Известна малошумная клавиатура компьютера (ПМ CN №201910029 от 06.12.2010), имеющая корпус, разделенный на основание и крышку; контактную мембрану с нанесенной на нее схемой, вложенную в основание; образующие клавиатуру клавиши в форме усеченной четырехгранной пирамиды со стрежнями внутри клавиш, обращенными к основанию и с торцами граней клавиш с силиконовым покрытием толщиной 1,5 мм для снижения уровня шума при ударе торцами граней клавиш по крышке; эластичную прокладку с куполами под стержнями, взаимодействующими с контактной мембраной при нажатии клавиш.
Недостаток данной клавиатуры - в повышенной трудоемкости нанесения силиконового покрытия на каждую клавишу, а также в отсутствии экранирующей электромагнитное излучение сетки, охватывающей контактную мембрану.
Известна клавиатура экранированная для электронного оборудования, (ПМ RU №139270 от 27.12.2013, прототип), имеющая
- корпус из диэлектрического материала, состоящий из основания и крышки, с выступами и удлиненными отверстиями в выступах;
- образующие клавиатуру клавиши с выступами по периметру, направленными к крышке и направляющими втулками, размещенными с зазором в удлиненных отверстиях выступов крышки,
- вложенную в основание корпуса контактную мембрану клавиатуры,
- микропроцессор, соединенный электрически с контактной мембраной клавиатуры,
- эластичную прокладку с куполами под направляющими клавиш, с упругими выступами внутри куполов;
- тонкую сетку из двух слоев коррозионно-стойкого электропроводящего материала, охватывающих контактную мембрану и микропроцессор,
- заземление через оплетку экранированного кабеля интерфейса клавиатуры.
Недостаток прототипа - отсутствие шумоизоляции между клавишами, крышкой, тонкой сеткой и основанием.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - снижение уровня акустического шума экранированной клавиатуры.
Техническая задача решена в конструкции клавиатуры экранированной малошумной для электронного оборудования, имеющей
- корпус из диэлектрического материала, состоящий из основания и крышки,
- образующие клавиатуру клавиши со стенками, основания которых направлены к крышке, и направляющими втулками,
- выступы крышки с удлиненными отверстиями под направляющие втулки клавиш,
- вложенную в основание корпуса контактную мембрану клавиатуры,
- микропроцессор, соединенный с контактной мембраной клавиатуры,
- эластичную прокладку, расположенную между крышкой и основанием, с куполами под направляющими клавиш,
- тонкую сетку из двух слоев коррозионно-стойкого электропроводящего материала, охватывающих контактную мембрану и микропроцессор,
- заземление через оплетку экранированного кабеля интерфейса клавиатуры,
при этом на поверхности крышки, обращенной к клавишам, в пространстве между выступами с удлиненными отверстиями в крышке под направляющие клавиш имеется слой шумоизолирующего материала толщиной 0,5…1,4 мм.
Предпочтительная толщина шумоизолирующего материала - 0,8…1 мм.
Для снижения трудоемкости нанесения на крышку слой шумоизолирующего материала является листом с отверстиями, охватывающими выступы на крышке, и с клеевым слоем на поверхности, обращенной к крышке.
Для дополнительного снижения трудоемкости шумоизолирующий материал может быть в виде полос шириной, превышающей две толщины стенок клавиш, располагаемых между выступами вдоль или поперек клавиатуры.
Для снижения уровня акустического шума, возникающего при работе клавиатуры от взаимодействия основания клавиатуры с сеткой на поверхности основания, обращенной к сетке, имеется покрытие толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения уровня акустического шума, возникающего при работе клавиатуры от взаимодействия клавиш и крышки на поверхности крышки, обращенной к сетке, имеется покрытие толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения акустического уровня шума от взаимодействия направляющих втулок клавиш с крышкой в зазоре между поверхностями удлиненных отверстий в выступах крышки и направляющими втулками клавиш имеется пластичная смазка.
Достижение технического эффекта, - существенное снижение уровня акустического шума экранированной клавиатуры, - обеспечивается следующей новой совокупностью отличительных признаков:
на поверхности крышки, обращенной к клавишам, в пространстве между выступами с удлиненными отверстиями под направляющие клавиш имеется слой шумоизолирующего материала толщиной 0,5…1,4 мм.
Предпочтительная толщина шумоизолирующего материала - 0,8…1 мм.
Для снижения трудоемкости нанесения на крышку слой шумоизолирующего материала является листом с отверстиями, охватывающими выступы на крышке, и с клеевым слоем на поверхности, обращенной к крышке.
Для дополнительного снижения трудоемкости шумоизолирующий материал может быть в виде полос шириной, превышающей две толщины стенок клавиш, располагаемых между выступами вдоль или поперек клавиатуры.
Для снижения уровня акустического шума, возникающего при работе клавиатуры от взаимодействия основания клавиатуры с сеткой на поверхности основания, обращенной к сетке, имеется покрытие толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения уровня акустического шума, возникающего при работе клавиатуры от взаимодействия клавиш и крышки на поверхности крышки, обращенной к сетке, имеется покрытие толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения уровня акустического шума от взаимодействия направляющих втулок клавиш с крышкой в зазоре между поверхностями удлиненных отверстий в выступах крышки и направляющими втулками клавиш имеется пластичная смазка.
Данная совокупность ограничительных и отличительных признаков не обнаружена в ходе проведенного патентно-информационного исследования, следовательно, полезная модель отвечает критерию «новизна».
На фиг. 1 показана экранированная малошумная клавиатура.
На фиг. 2 - фрагмент конструкции экранированной малошумной клавиатуры, сечение A-A на фиг. 1.
На фиг. 3 - вид В на фиг. 1 без клавиш с листом шумоизолирующего материала.
На фиг. 4 - вид B на фиг. 1 без клавиш с полосами шумоизолирующего материала, расположенными (на виде в плане) горизонтально.
На фиг. 5 - вид B на фиг. 1 без клавиш с полосами шумоизолирующего материала, расположенными (на виде в плане) вертикально.
На фиг. 6 - схема экранирования микропроцессора клавиатуры.
Экранированная клавиатура для электронного оборудования (фиг. 1-6) имеет:
- корпус 1 из диэлектрического материала, состоящий из основания 2 и скрепленной с ним крышки 3 с направляющими выступами За и удлиненными сквозными отверстиями 3b,
- вложенную в основание 2 корпуса 1 контактную мембрану 4,
- микропроцессор 5, соединенный электрически с контактной мембраной 4,
- образующие клавиатуру клавиши 6 со стенками 6a с направляющими втулками 7, размещенными в отверстиях 3b (фиг. 3),
- эластичную прокладку 8 под клавиши 6 с куполами 9 с упругими элементами 9a,
- тонкую сетку 10 из двух слоев коррозионно-стойкого электропроводящего материала, охватывающую контактную мембрану 4 и микропроцессор 5;
- заземление 11 (фиг. 4) через оплетку 12 экранированного кабеля 13 интерфейса клавиатуры,
при этом на поверхности крышки 3, обращенной к клавишам 6, в пространстве между выступами 3а с удлиненными отверстиями 3b под направляющие втулки 7 клавиш 6 имеется слой 14 шумоизолирующего материала толщиной 0,5…1,4 мм, предпочтительная толщина которого - 0,8…1 мм.
Для снижения уровня акустического шума слой 14 шумоизолирующего материала является листом 14а с отверстиями 14b, охватывающими выступы 3a, и с клеевым слоем на поверхности, обращенной к крышке 3.
Для снижения трудоемкости шумоизолирующий материал наклеен в виде полос 14 с шириной, превышающей две толщины стенок 6a клавиш 6, располагаемых между выступами 3a вдоль (фиг. 4) или поперек (фиг. 5) клавиатуры.
Для снижения уровня акустического шума от взаимодействия основания 2 клавиатуры с тонкой сеткой 10 при работе клавиатуры на поверхности основания 2, обращенной к сетке 10, имеется покрытие 15 толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения уровня акустического шума от взаимодействия клавиш 6 и крышки 3 с тонкой сеткой 10 на поверхности крышки 3, обращенной к сетке 10, имеется покрытие 16 толщиной 0,3…0,6 мм из шумопоглощающей мастики.
Для снижения уровня акустического шума от взаимодействия направляющих втулок 7 клавиш 6 с крышкой 3 в зазоре 17 между поверхностями удлиненных отверстий 3b и направляющих втулок 7 имеется пластичная смазка.
При нажатии на клавишу 6 клавиатуры (фиг. 3) купол 9 эластичной прокладки 8 опускается и нажимает выступом 9a на тонкую сетку 10, замыкая участок контактной мембраны 4, соответствующий символу клавиши 6. Импульс тока, возникающий в схеме мембраны 4, обрабатывается микропроцессором 5. Электромагнитное излучение, возникающее при прохождении импульса по дорожкам схемы и при работе микропроцессора 5, экранируется тонкой сеткой 10.
В конце нажатия клавиши 6 торцами стенок взаимодействуют со слоем 14 шумопоглощающего материала, исключая удар и снижая амплитуду волн звуковых частот. Покрытие 15 шумопоглощающей мастики 14 на поверхности крышки 2 способствует поглощению волн. Покрытие 16 шумопоглощающей мастики на поверхности основания 1, обращенной к стенке 10, исключает возникновение волн звуковых частот при взаимодействии сетки 10 с основанием 1. Пластичная смазка в зазоре 17 снижает трение между поверхностями отверстий 3b в крышке 3 и направляющих втулок 7 клавиш 6 и исключает ударные поперечные взаимодействия этих поверхностей.
Проведены сравнительные исследования акустического шума излучаемого при работе клавиатур по прототипу ПМ RU №139270 и изготовленной в соответствии с заявленной полезной моделью клавиатуры экранированной малошумной (п. 1 формулы) и отличительными признаками, зависимых п. 2 и п. 4 формулы.
Результаты исследования акустического шума при работе клавиатуры - прототипа ПМ RU №139270 и заявленной полезной модели клавиатуры экранированной малошумной приведены в Таблице 1.
Исследования проводились в акустическом помещении. Время реверберации акустического помещения Rт=0,150 сек на частоте 500 Гц. Измерения проводились в 1/3-октавных полосах частот. Измерительный микрофон размещался на расстоянии R=0,5 м над клавиатурой.
В соответствии с результатами исследований в диапазоне частот 100-20000 Гц уровень акустического шума заявленной полезной модели клавиатуры экранированной малошумной во всем диапазоне частот менее, чем у клавиатуры экранированной (ПМ RU №139270, прототип), и достигает 9,3 дБА в среднем диапазоне частот.