FR2844094A1 - Dispositif de commutation multiple - Google Patents
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Abstract
Le dispositif (10) de commutation multiple comporte :- un boîtier (12) ;- au moins deux contacts formés chacun d'un plot conducteur (56B, 56D) portés par le boîtier (12) et d'un doigt conducteur mobile (83B, 83D) associé ;- un organe de manoeuvre (14) pour la commande des doigts mobiles (83B, 83D) qui est déplaçable par rapport au boîtier (12), depuis une position de repos jusqu'à au moins deux positions de sélection distinctes ; et- des moyens élastiques de rappel de l'organe de manoeuvre (14) vers sa position de repos.Ledit organe de manoeuvre (14) est déplaçable à coulissement par rapport au boîtier (12) pour la commutation de chacun des contacts.
Description
i La présente invention concerne un dispositif de commutation multiple, du
type comportant: - un boîtier; - au moins deux contacts formés chacun d'un plot conducteur portés 5 par le boîtier et d'un doigt conducteur mobile associé, le doigt conducteur mobile étant déplaçable par rapport au plot associé entre une position en contact avec le plot définissant un état fermé du contact et une position écartée du plot définissant un état ouvert du contact; - un organe de manoeuvre pour la commande des doigts mobiles, le10 quel organe de manoeuvre est déplaçable par rapport au boîtier, depuis une position de repos dans laquelle chaque contact est dans un premier état parmi les états ouvert et fermé jusqu'à au moins deux positions de sélection distinctes par déplacement suivant des sens distincts dans chacune desquelles un contact est dans un second état; et des moyens élastiques de rappel de l'organe de manoeuvre vers sa
position de repos.
Les téléphones portables, et les assistants électroniques sont de nos jours équipés de dispositifs de navigation permettant le déplacement d'un pointeur sur l'écran dans un sens et dans l'autre suivant deux directions en 20 vue de la sélection d'une fonction, ainsi que la validation de la fonction
sélectionnée, lorsque le pointeur est dans la position souhaitée.
Pour le déplacement suivant deux directions perpendiculaires, et la validation, par exemple par enfoncement d'un bouton de validation, il est connu d'utiliser un organe de manoeuvre articulé autour de deux axes per25 pendiculaires l'un à l'autre. L'organe de manoeuvre peut en outre être enfoncé suivant une direction perpendiculaire aux deux axes d'articulation pour la validation. Cette disposition est présente dans les deux agencements
connus sous le nom de "joystick" en anglais ou navigateur à dômes.
Cinq contacts sont associés à l'organe de manoeuvre. Quatre sont 30 disposés de part et d'autre des axes d'articulation de l'organe de manoeuvre, de sorte que l'un d'eux est enfoncé lors du basculement de l'organe de manoeuvre autour d'un axe. Un dernier contact est disposé en partie centrale, sous l'organe de manoeuvre, afin d'être enfoncé lors de l'appui sur l'organe
de manoeuvre.
Afin d'assurer un retour de l'organe de manoeuvre vers sa position de
repos, celui-ci est sollicité par des moyens de rappel élastique.
Les dispositifs électroniques portables sont de plus en plus souvent utilisés pour des jeux, et il convient que la sélection depuis le dispositif de
commutation puisse s'effectuer de manière très rapide.
Bien que les organes de manoeuvre articulés autour de deux axes perpendiculaires soient d'un usage commode, on constate que leur vitesse 10 d'actionnement est limitée, du fait du mouvement particulier du doigt de l'opérateur.
L'invention a pour but de proposer un dispositif de commutation multiple d'un maniement très rapide.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commutation multi15 pie du type précité, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre est déplaçable à coulissement par rapport au boîtier pour la commutation de chacun des contacts.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif de commutation multiple comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: 20 - les doigts conducteurs mobiles sont articulés par rapport au corps; - les doigts conducteurs mobiles s'étendent dans l'espace défini par le prolongement de l'organe de manoeuvre suivant sa direction de coulissement associée aux deux contacts; - les doigts conducteurs mobiles sont venus de matière dans un 25 même organe conducteur commun; - lesdits moyens élastiques de rappel comportent au moins deux lames élastiquement déformables venues de matière avec ledit organe conducteur commun, lesdites lames étant appliquées contre ledit organe de manoeuvre, dans sa position de repos; - lesdites lames élastiques forment un berceau de réception dudit organe de manoeuvre; - chaque doigt conducteur mobile est porté par une lame élastique; - il comporte au moins quatre contacts, et ledit organe de manoeuvre est déplaçable en translation par rapport au boîtier dans les deux sens, suivant au moins deux directions privilégiées de sélection, le déplacement de l'organe de manoeuvre dans un sens suivant une direction depuis sa position 5 de repos jusqu'à une position de sélection provoquant le changement d'état d'un contact; - il comporte quatre lames élastiques associées par paire, les lames élastiques d'une même paire présentant des arêtes de guidage de l'organe de manoeuvre s'étendant parallèlement à une direction privilégiée de sélec10 tion et coopérant avec des faces latérales de l'organe de manoeuvre pour son guidage suivant ladite direction privilégiée de sélection; - le boîtier comporte des butées interdisant le déplacement simultané de l'organe de manoeuvre suivant deux directions privilégiées de sélection; - ledit organe de manoeuvre est déplaçable en translation par rapport 15 au boîtier suivant une direction perpendiculaire aux deux directions privilégiées de sélection depuis sa position de repos jusqu'à une position de sélection et il comporte un contact formé d'un plot conducteur porté par le boîtier et d'un élément conducteur mobile associé, I'élément conducteur mobile étant déplaçable par rapport au plot associé entre une position en contact 20 avec le plot définissant un état fermé du contact et une position écartée du plot définissant un état ouvert du contact, et il comporte des moyens supplémentaires de rappel élastiques de l'organe de manoeuvre vers sa position de repos; - ledit élément conducteur mobile comporte un dôme conducteur dé25 formable élastiquement sous l'action de l'organe de manoeuvre, lequel dôme est en appui sur le boîtier, et forme lesdits moyens supplémentaires de rappel élastique de l'organe de manoeuvre vers sa position de repos; - ledit élément conducteur mobile est venu de matière avec les doigts conducteurs mobiles dans ledit organe conducteur commun; - le boîtier est généralement de révolution et comporte des profils d'accouplement à baőnnette adaptés pour coopérer avec des profils complémentaires d'un socle de support; - lesdits profils d'accouplement à baőnnette comportent des languettes faisant saillie radialement par rapport au boîtier généralement de révolution; et - ledit organe de manoeuvre comporte une partie de commande fai5 sant saillie au travers d'une ouverture ménagée dans une surface supérieure du boîtier et ledit organe de manceuvre est déplaçable à coulissement parallèlement à ladite surface supérieure du boîtier pour la commutation des contacts;
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va 10 suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins, sur lesquels:
- la figure 1 est une vue extérieure en perspective isométrique du dispositif de commutation multiple selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la fi15 gure 1 au repos; - la figure 3 est une vue en perspective isométrique montrant les arêtes cachées de l'embase du dispositif selon l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective isométrique de l'embase et de l'organe conducteur commun du dispositif selon l'invention; - la figure 5 est une vue en perspective de l'organe conducteur commun représenté retourné; - la figure 6 est une vue en perspective isométrique du corps de l'organe de manoeuvre retourné; - la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 2 du dispositif en 25 position de commutation; - la figure 8 est une vue en perspective isométrique d'un mode de réalisation particulier d'un couvercle du boîtier du dispositif selon l'invention, - la figure 9 est une vue en perspective du socle de réception du dispositif de commutation selon l'invention; et - la figure 10 est une vue en perspective du dispositif de commutation
reçu dans le socle, vu depuis le côté de l'embase du dispositif.
Le dispositif de commutation 10 représenté aux figures et visible en
vue extérieure sur la figure 1 est destiné à être utilisé dans un dispositif élec-
tronique portable, et notamment un téléphone mobile ou un assistant personnel. Ce dispositif a généralement la forme d'un disque d'un diamètre
d'environ 20 mm et d'une hauteur totale de 3,25 mm.
Le dispositif de commutation comporte essentiellement un boîtier 12 5 dans lequel sont disposés cinq contacts et un organe de manoeuvre 14 déplaçable par rapport au boîtier 12 pour provoquer le changement d'état d'au moins un contact. Ces changements d'état sont obtenus pour quatre contacts par des déplacements de l'organe de manoeuvre 14 suivant des sens opposés de deux directions privilégiées de sélection X-X et Y-Y per10 pendiculaires tel qu'illustré par les flèches 16. Le dernier changement d'état
d'un contact est obtenu par enfoncement de l'organe 14 dans le boîtier 12 suivant une direction Z-Z perpendiculaire aux deux directions de sélection XX et Y-Y.
Plus précisément, et comme illustré sur la figure 2, le boîtier 12 com15 porte une embase 18 présentant une forme générale de cuvette. Cette embase est obturée par un couvercle 20 présentant dans sa partie centrale une ouverture 22 pour le passage de l'organe de manoeuvre 14. Le couvercle 20 est maintenu sur l'embase 18 par emboîtement serré éventuellement complété par un sertissage non représenté du couvercle sur l'embase. L'organe 20 de manoeuvre 14 comporte un corps 24 reçu à l'intérieur du boîtier 12 et un
bouton rapporté 26 faisant saillie hors du boîtier au travers de l'ouverture 22.
Ce bouton peut être choisi en fonction de l'aspect désiré pour l'application considérée. En outre, le boîtier 12 renferme un organe conducteur monobloc 28 25 commun aux différents contacts. Cet organe 28 est déformable sous la commande de l'organe de manoeuvre 14 et assure l'établissement sélectif de connexions électriques à l'intérieur du boîtier pour l'ensemble des cinq contacts. L'embase 18 représentée seule sur la figure 3 est réalisée en une 30 matière isolante telle qu'une matière plastique. Elle présente un fond 30 généralement annulaire bordé par une paroi latérale cylindrique 32 dans laquelle sont ménagées quatre interruptions 34 régulièrement réparties à la
périphérie de l'embase.
Suivant deux interruptions 34 sont prévues des languettes de fixation 36 venues de matière avec le fond 30 et faisant saillie radialement au-delà de la paroi latérale 32 dans le plan du fond 30. Ces languettes sont bordées latéralement par des encoches 38 ménagées dans le fond assurant une élasticité des languettes. Ces languettes sont adaptées pour une solidarisation de l'embase
contre un socle de réception par accouplement à baőnnette, les extrémités faisant saillie des languettes 36 étant reçues dans des rainures correspondantes du socle.
Pour assurer une retenue par enclenchement élastique du dispositif sur le socle, chaque languette 36 comporte une saillie 39 sur sa face intérieure adaptée pour être reçue dans un creux complémentaire ménagé dans
le socle.
Le fond 30 présente des dégagements 40 ménagés au niveau des 15 deux autres interruptions notées 42 de la paroi latérale 32.
Des pattes élastiques de connexion 52A, 52B, 52C, 52D, 52E, 52F s'étendent au droit des dégagements 40 et font saillie au-delà de la face extérieure du fond 30. Ces pattes conductrices sont adaptées pour assurer une connexion électrique par simple pression sans soudure du dispositif de 20 commutation à des pistes d'un circuit imprimé contre lequel est maintenue
l'embase 18.
A leur extrémité libre, ces pattes élastiques présentent un bombage
permettant la liaison électrique par simple contact sur des plots correspondants d'un circuit imprimé.
Les pattes conductrices sont alignées par groupe de trois dans les dégagements 40 suivant des cordes du fond cylindrique 30. Chacune des pattes élastiques extrêmes 52A, 52B, 52C, 52D est reliée par une piste conductrice 54A, 54B, 54C, 54D jusqu'à un plot de contact 56A, 56B, 56C, 56D. Ces plots de contact affleurent sur la face intérieure du fond 30 et
sont disposés aux quatre sommets d'un carré.
En outre, la patte médiane 52E est reliée par une piste conductrice 54E à un plot de contact central 56E disposé à l'intersection des diagonales
du carré définies par les plots 56A, 56B, 56C, 56D.
Enfin, la patte médiane 52F est reliée par une piste conductrice 54F à 5 une plage conductrice 56F affleurant la surface intérieure du fond 30. Cette plage conductrice présente une forme d'arc de cercle s'étendant sur sensiblement 270 centré sur le plot central 56E pour garantir le contact électrique avec l'organe conducteur commun 28 quelque soit la direction de déplacement de l'organe de manoeuvre.
Les pistes 54A, 54B, 54C, 54D, 54E et 54F sont formées par des bandes conductrices partiellement noyées par surmoulage dans le matériau
formant le fond 30.
L'ensemble des pattes conductrices, des pistes conductrices, des plots de contact et de la plage conductrice est formé dans une même plaque 15 métallique, notamment une plaque d'un alliage conducteur tel que l'acier
inoxydable. Cette plaque est estampée et emboutie afin d'obtenir par découpage les formes recherchées.
Après surmoulage, la partie exposée des pattes conductrices, des
pistes conductrices, des plots de contact et de la plage conductrice est do20 rée ou argentée.
Par ailleurs, quatre alésages débouchants 58 de guidage de l'organe
de manoeuvre 14 lors de son déplacement suivant l'axe Z-Z sont ménagés au travers du fond 30 aux quatre coins d'un carré centré sur le plot central 56E. Ces alésages s'évasent progressivement vers la surface intérieure du 25 fond pour former un profil de centrage.
Deux alésages traversent les pistes 54E et 54F, lesquelles présentent
des tronçons de contournement des trous.
Comme illustré sur les figures 2, 4 et 5, I'organe conducteur commun 28 repose suivant une base généralement plane 60 sur la surface intérieure 30 du fond 30 de l'embase. Cette base présente une forme extérieure carrée et est bordée par quatre lames élastiques 62A, 62B, 62C, 62D repliées d'un même côté de la base et délimitant entre elles un berceau 64 de réception
du corps 24 de l'organe de manoeuvre.
Ces lames 62A à 62D sont venues de matière avec la base 60 et sont généralement articulées par élasticité partiellement aux côtés de la base carrée. Plus précisément, la base 60 est généralement plane et présente 5 dans sa partie médiane un dôme 70 faisant saillie vers l'intérieur du berceau 64, c'est-à-dire à l'opposé du fond 30 de l'embase. Ce dôme 70 s'étend généralement en regard du plot de contact central 56E et est adapté pour être déformé élastiquement jusqu'à entrer en contact avec lui en assurant une
connexion électrique.
Le dôme 70 au repos présente une hauteur de l'ordre de 0,35 mm pour un diamètre environ dix et vingt fois supérieur et, en l'espèce, égal à 6 mm. Le dôme 70 est entouré d'une plage plane annulaire 72 de la base 60,
cette plage 72 venant en appui sur la plage conductrice 56F.
La base 60 présente, dans sa plage plane 72, quatre lumières 74 disposées en regard des alésages 58.
Les quatre coins de la base 60 sont entaillés d'une encoche 76 en V permettant pour au moins deux d'entre elles de recevoir des plots d'immobilisation 78 faisant saillie par rapport à la surface intérieure du fond 30 dans 20 la région des languettes 36. Ces plots 78 sont venus de matière avec le fond et s'appuient sur les deux bords définissant l'encoche 76 assurant ainsi un positionnement et une immobilisation de l'organe élastique 28 dans le plan
du fond de l'embase.
Les lames élastiques 62A, 62B, 62C, 62D sont chacune générale25 ment planes. Elles sont reliées à la base depuis leurs extrémités par des bras repliés 79, en formant d'épingle à cheveux, formant charnières. Le rayon de courbe est de l'ordre de 0,1 mm. Ces bras font partie intégrante
des lames et sont venus de matière dans la base 60.
Un tronçon de chaque bras replié 80 s'étend dans le prolongement de 30 la plage plane 72 de l'embase, alors que le tronçon suivant du bras s'étend
dans le prolongement de la lame élastique associée.
Afin de permettre une articulation satisfaisante de la charnière formée par la zone repliée du bras, un évidement 80 est ménagé dans la surface intérieure du fond 30 de l'embase au-dessous de chaque zone repliée d'un bras. Ces évidements présentent une forme généralement rectangulaire,
leur longueur étant supérieure à la largeur du bras 79 correspondant. Ils 5 sont adaptés pour recevoir la partie formant charnière du bras lors de la déformation élastique de la lame associée.
Les lames élastiques 62A, 62B, 62C, 62D opposées convergent l'une
vers l'autre vers leur extrémité libre.
Chaque lame 62A à 62D s'étend au repos au-dessus de la base 60 et 10 définit avec celle-ci généralement un angle de l'ordre de 55 .
Le bord libre 81 de chaque lame opposé à la base 60 est légèrement recourbé vers l'extérieur du berceau 64 pour former une arête d'appui sur le
corps 24 de l'organe de manoeuvre.
En outre, chaque lame 62A, 62B, 62C, 62D présente, dans sa partie 15 médiane, une languette conductrice 82A, 82B, 82C, 82D venue de matière avec la lame associée et déformable élastiquement. Chaque languette 82A, 82B, 82C, 82D est repliée par rapport à la lame associée vers l'extérieur du berceau 64. Leur extrémité recourbée formant un doigt de contact 83A, 83B, 83C, 83D définit avec la lame associée un angle d'environ 100 . Les lan20 guettes sont repliées sensiblement suivant l'axe d'articulation des lames
62A, 62B, 62C, 62D parallèlement aux côtés de la base 60.
L'organe conducteur commun 28 est formé dans une même plaque d'acier inoxydable ressort de 50 pm d'épaisseur environ qui a été découpée
et déformée puis dorée ou argentée.
Comme illustré aux figures, chaque doigt de contact s'étend généralement au droit d'un plot de contact associé 56A, 56B, 56C, 56D.
Au repos, et comme illustré sur les figures 2 et 4, les doigts de contact 83A, 83B, 83C, 83D sont écartés des plots conducteurs associés et
définissent avec ceux-ci un angle d'environ 25 .
Le corps 24 de l'organe de manoeuvre est représenté seul sur la figure 6. Il présente généralement la forme d'un bloc parallélépipédique. Ses dimensions extérieures sont très légèrement supérieures à celles du berceau 64 défini par les lames 62A, 62B, 62C, 62D pour que le corps soit maintenu et positionné sans jeu entre les lames 62A, 62B, 62C, 62D en position centrale de repos. Le corps 24 est reçu dans le berceau 64 entre les lames élastiques, lesquelles prennent appui suivant des faces latérales 90A, 90B, 900, 90D du corps. Ces faces latérales présentent chacune un déga5 gement médian 91, de sorte que les lames élastiques s'appliquent suivant leur bord libre 82 seulement sur les parties extrêmes des faces latérales du corps permettant une torsion des lames 62A, 62B, 62C, 62D dans leur partie médiane. Sur sa face inférieure notée 92, le corps présente dans sa partie cen10 traie une cuvette annulaire 94 délimitant un plot 96 en position centrale
adapté pour appuyer sur le sommet du dôme élastique 70 alors que le corps est retenu depuis une autre face en appui contre le couvercle 20. Le diamètre du plot 96 est d'environ la moitié du diamètre du dôme soit environ 3 mm pour assurer un appui permanent du sommet du dôme 70 contre le plot 96 15 et ainsi maintenir le corps 24 contre le couvercle 20 quelle que soit la position de sélection ou de repos de l'organe de manoeuvre.
En outre, quatre pions 98 font saillie par rapport à la face inférieure 92
du corps 24. Ils présentent à leur sommet un chanfrein périphérique de centrage. Ces plots sont adaptés pour être reçus dans les alésages 58 de l'em20 base lors de l'enfoncement de l'organe de manoeuvre.
Sur sa face supérieure, et comme illustré sur la figure 2, le corps 24 présente un évidement 102 dans lequel est emboîtée à force une partie en saillie 104 du bouton 26 munie d'un harpon annulaire de retenue. Ce bouton est généralement de révolution et présente, sur sa face exposée notée 106, 25 une empreinte 108 d'appui d'un doigt pour la manoeuvre du dispositif. Cette empreinte est pourvue d'un état de surface antidérapant tel qu'une rainure en spirale et peut être complétée par un dépôt d'un polymère tel que du polyuréthane. Cette empreinte 108 est bordée par une collerette 110 augmentant 30 latéralement la surface du bouton au-delà de la périphérie de l'orifice 22. Le
diamètre extérieur du bouton est de 11 mm.
1il Le bouton 26 fait saillie en dehors du boîtier 12 d'une hauteur très inférieure à son diamètre. Cette hauteur est de l'ordre de 1 mm permettant
une course verticale d'environ 0,35 mm lors de l'enfoncement du bouton.
On conçoit que le corps 24 est déplaçable en translation suivant tou5 tes les directions perpendiculaires à l'axe Z-Z en étant maintenu en appui contre le couvercle 20 par l'action élastique du dôme 70.
La forme des quatre lames élastiques planes deux à deux parallèles
combinée avec les surfaces latérales planes ménagée sur le corps 24 réduit la possibilité de rotation de l'organe de manoeuvre 14 autour de son axe ver10 tical, et ramènent, à l'état de repos, le bouton dans sa position d'origine.
Suivant un premier mode de réalisation, I'orifice 22 est circulaire, permettant un déplacement de même amplitude de l'organe de manoeuvre
14 suivant toutes les directions perpendiculaires à l'axe Z-Z.
Lorsque l'organe de manoeuvre est déplacé latéralement, comme il15 lustré sur la figure 7, une ou deux lames élastiques telles que la lame 62B
est déformée élastiquement et redressée par rapport à l'embase 60 par basculement vers l'extérieur, ce qui provoque l'abaissement du doigt de contact 83B associé par basculement. Ce doigt entre alors en contact avec le plot sous-jacent 56B, assurant ainsi une connexion électrique entre le plot 20 correspondant 56B et l'organe conducteur commun 28.
Dans la mesure o le plot conducteur 56B est relié à une patte 52B, alors que la base 60 est connectée par l'intermédiaire de l'appui sur la surface conductrice 56F à la patte 52F, une connexion électrique est établie
entre les pattes 52B et 52F.
Lors du relâchement de l'organe de manoeuvre 14, celui-ci est sollicité par la ou les lames élastiques initialement déformées et est ramené vers sa position de repos, comme illustré sur la figure 2. Dans cette position, aucune connexion électrique n'est établie, les doigts de contact étant tous écartés
des plots associés.
L'action des quatre lames élastiques sur les surfaces planes latérales du corps de l'organe de manoeuvre permet de ramener l'organe de manoeuvre d'une part dans sa position de départ par rapport au boîtier et d'autre
part avec son orientation de départ, notamment en ce qui concerne sa position angulaire autour de l'axe Z-Z.
On conçoit que le déplacement de l'organe de manoeuvre 14 suivant l'une des deux directions principales X-X, Y-Y perpendiculaires à l'axe Z-Z 5 permet la connexion de la patte 52F avec l'un au moins des plots 56A, 56B, 56C, 56D, et ainsi la mise en communication de la patte 52F avec l'une des
bornes 52A, 52B, 52C, 52D au travers de l'organe conducteur 28.
Lors du déplacement à coulissement suivant une direction principale X-X ou Y-Y, le corps 24 de l'organe de manoeuvre est guidé latéralement de 10 part et d'autre par les bords libres 81 des lames élastiques s'étendant généralement parallèlement à la direction de déplacement. Le déplacement de l'organe de manceuvre suivant une direction principale pour provoquer la
commutation est d'environ 0,8 mm.
Par ailleurs, lors d'un déplacement de l'organe de manoeuvre 14 sui15 vant une diagonale du carré défini par les lames élastiques 62A, 62B, 62C, 62D, c'est-à-dire suivant une direction s'étendant à 45 par rapport aux directions principales X-X et Y-Y, deux lames élastiques adjacentes se trouvent déformées élastiquement et repoussées vers l'extérieur, conduisant à la mise en contact simultanée de doigts de contact et des plots conducteurs 20 associés, ce qui assure une mise en communication de la patte 52F avec les deux pattes correspondant aux plots sur lesquels sont appliqués les
doigts de contact.
Ainsi, le dispositif de sélection forme un sélecteur à huit voies de sélection et une voie de validation.
Enfin, lorsque l'organe de manoeuvre 14 est dans sa position de repos, telle qu'illustrée sur la figure 2, les pions 98 sont disposés en regard des alésages 58, permettant ainsi un déplacement de l'organe de manoeuvre 14 suivant l'axe Z-Z par enfoncement de celui-ci à l'intérieur du boîtier 12. Les chanfreins ménagés à la périphérie des pions 98 facilitent l'engage30 ment et le centrage de ceux-ci à l'intérieur des alésages 58, eux-mêmes
évasés à leur extrémité débouchant sur la face intérieure du fond 30.
Lors de l'enfoncement de l'organe de manoeuvre 14, le dôme 70 se déforme élastiquement et sa partie centrale est plaquée contre le plot central 56E par le plot 96, assurant ainsi une mise en communication au travers de
l'organe conducteur 28 des pattes 52F et 52E.
La forme du dôme, connue en soi, est adaptée pour que la force nécessaire à la déformation en fonction du niveau de déformation soit non li5 néaire et en particulier l'évolution de cette force présente un minimum local perceptible par l'utilisateur qui assure un effet tactile informant l'utilisateur de l'enfoncement correct de l'organe de manoeuvre et de la commutation électrique. Le changement d'état du contact électrique s'effectue simultanément à la variation de force d'enfoncement produisant l'effet tactile comme connu 10 en soi.
La présence des pions 98 et des alésages complémentaires 58 assurent que l'enfoncement de l'organe de manoeuvre et donc la mise en communication du plot central 56E avec l'organe conducteur 28 ne soit possible que lorsque l'organe de manoeuvre est dans sa position de repos, tel qu'il15 lustré sur la figure 2.
On notera que, dans cette position, le guidage en translation suivant
l'axe Z-Z de l'organe de manceuvre est assuré également par les lames élastiques 62A, 62B, 62C, 62D qui exercent un centrage de l'organe de manoeuvre.
En variante, ces pions sont supprimés afin d'autoriser un enfoncement de l'organe de manoeuvre et donc une validation quelle que soit la position de l'organe de manoeuvre.
Suivant un autre mode de réalisation, le dispositif de commutation est
adapté pour ne permettre la mise en communication de la borne 52F 25 qu'avec un unique plot 56A, 56B, 56C, 56D à la fois, de sorte que le dispositif forme un sélecteur à quatre voies de sélection et une voie de validation.
A cet effet, et comme illustré sur la figure 8, le couvercle du boîtier noté 120 présente un orifice 122 conformé de manière à limiter le déplacement de l'organe de manoeuvre suivant certaines directions. En particulier, 30 I'orifice 122 présente généralement une forme de trèfle qui présente quatre creux 122A, 122B, 122C, 122D disposés suivant les directions de déplacement privilégiées X-X et Y-Y, des renflements 124A,124B, 124C, 124D formant butées étant ménagés entre ces creux pour limiter le déplacement de l'organe de manoeuvre 14 suivant des directions s'étendant à 45 par rapport
aux directions privilégiées X-X et Y-Y.
Lors de l'usage d'un tel dispositif de commutation, le déplacement en
translation de l'organe de manoeuvre parallèlement au fond du boîtier per5 met une connexion extrêmement rapide des doigts de contact 83A, 83B, 83C, 83D avec les plots correspondants, ainsi qu'un dégagement très rapide des doigts des plots associés. Ainsi, le dispositif de commutation peut être utilisé pour effectuer une commande très rapide d'un dispositif électronique portable, notamment dans le cadre de jeux. Un tel dispositif est particulière10 ment commode pour des jeux d'arcade.
Afin d'amener successivement et rapidement le dispositif de commutation vers une position de sélection, il est possible de balayer la surface supérieure du bouton par un mouvement alternatif du doigt, le doigt entraînant le bouton dans un sens et laissant le bouton revenir de luimême vers 15 sa position de repos lorsque le doigt est sur son trajet de retour en étant légèrement dégagé du bouton.
Ce mouvement alternatif de balayage par le doigt de l'utilisateur s'effectue très facilement, de sorte que plusieurs sélections successives peuvent être effectuées très rapidement grâce au coulissement de l'organe de 20 manoeuvre.
Par ailleurs, le recours à l'organe unique qui assure à la fois les cinq
contacts, le rappel élastique de l'organe de manoeuvre 14 vers sa position de repos en translation et angulaire et le guidage de cet organe de manoeuvre permet d'obtenir un dispositif de commutation pour un très faible cot, 25 seule une pièce étant utilisée pour assurer les cinq contacts et les cinq sollicitations élastiques et le guidage de l'organe de manoeuvre.
Enfin, le déplacement en translation de l'organe de manoeuvre 14,
notamment associé aux doigts de contact articulés 83A, 83B, 83C, 83D placés dans le prolongement de l'organe de manoeuvre 14 permet que le boîtier 30 ait une hauteur très réduite.
Dans le dispositif décrit ici, le déplacement de l'organe de manoeuvre 14 vers une position de sélection provoque une fermeture du contact associé. En variante, les contacts sont fermés lorsque l'organe de manoeuvre est au repos et le déplacement de cet organe vers une position de sélection
provoque l'ouverture du contact associé.
Sur la figure 9 est représenté un socle 100 de réception d'un dispositif
de commutation selon l'invention.
Ce socle est formé par exemple dans le boîtier extérieur d'un équipement électronique portable dans lequel est intégré le dispositif de commutation. Il s'agit par exemple de la face supérieure d'un téléphone mobileLe socle est ainsi défini dans une paroi 102 en matière plastique. Le socle comporte un ft généralement cylindrique 104 de réception du corps 10 du dispositif de commutation. Ce ft a une hauteur réduite correspondant
sensiblement à la hauteur du boîtier 12. Il présente, à son extrémité inférieure deux nervures hélicodales 106 symétriques par rapport à l'axe du ft.
Ces nervures s'étendent sensiblement sur 120 et délimitent entre elles deux dégagements 108 de passage des languettes d'immobilisation 106 faisant 15 saillie radialement au-delà de la surface latérale extérieure du boîtier.
Les nervures 106 sont d'épaisseur progressivement croissante des dégagement 108 jusqu'à leur autre extrémité pour former une rampe de retenue des languettes 36 par effet de coin. En outre, des butées 110 sont ménagées sur les nervures 106, à l'opposé des dégagements 108, pour dé20 finir la position d'immobilisation du dispositif de commutation. Les nervures sont en outre munies chacune d'un creux adapté pour recevoir la saillie 39
afin d'assurer un enclenchement élastique des languettes 36 dans le socle.
Comme illustré sur la figure 10, on comprend que le dispositif de commutation est engagé dans le socle 100 depuis la face extérieure d'équi25 pement électronique. En particulier, les languettes 36 sont engagées dans
les dégagements 108.
Le dispositif est ensuite tourné sur lui-même de 40 , de sorte que les
languettes 36 s'engagent en dessous des nervures 106 jusqu'à ce que ces languettes viennent en appui sur les butées 110 et que les saillies 39 s'en30 gagent dans les creux complémentaires.
Le dispositif est alors dans la position de la figure 10 o il est maintenu par l'agencement à baőnnette et l'enclenchement élastique des saillies et des creux complémentaires ménagés sur les languettes et les rainures. Les pattes conductrices 52A, 52B, 52C, 52D, 52F viennent alors en contact avec le circuit imprimé de l'équipement électronique lors de l'assemblage de la
paroi 102 et du circuit imprimé.
On comprend que le socle présentant un ft cylindrique associé à la 5 forme généralement cylindrique du dispositif de commutation et l'agencement de retenue à baőnnette permet un centrage du dispositif de commutation par rapport au socle. En particulier, sur la face extérieure de l'équipement électronique, le dispositif de commutation peut affleurer exactement, sans jeu inesthétique entre le dispositif de commutation et le boîtier de 10 l'équipement auquel il est intégré. L'absence de jeu procure une étanchéité
aux poussières entre l'extérieur et l'intérieur de l'équipement électronique, ainsi qu'une " étanchéité " à la lumière d'éclairage pouvant provenir de diodes électroluminescentes placées sur le circuit imprimé, à proximité du dispositif de commutation.
Claims (18)
1.- Dispositif (10) de commutation multiple comportant: - un boîtier (12); - au moins deux contacts formés chacun d'un plot conducteur (56A, 5 56B, 56C, 56D) portés par le boîtier (12) et d'un doigt conducteur mobile (83A, 83B, 83C, 83D) associé, le doigt conducteur mobile (83A, 83B, 83C, 83D) étant déplaçable par rapport au plot associé (56A, 56B, 56C, 56D) entre une position en contact avec le plot définissant un état fermé du contact et une position écartée du plot définissant un état ouvert du contact; un organe de manoeuvre (14) pour la commande des doigts mobiles (83A, 83B, 83C, 83D), lequel organe de manoeuvre (14) est déplaçable par rapport au boîtier (12), depuis une position de repos dans laquelle chaque contact est dans un premier état parmi les états ouvert et fermé jusqu'à au moins deux positions de sélection distinctes par déplacement suivant des 15 sens distincts dans chacune desquelles un contact est dans un second état; et des moyens élastiques de rappel de l'organe de manoeuvre (14) vers sa position de repos, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre (14) est déplaçable à cou20 lissement par rapport au boîtier (12) pour la commutation de chacun des contacts.
2.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 1, caractérisé en ce que les doigts conducteurs mobiles (83A, 83B, 83C, 83D) sont
articulés par rapport au corps (12).
3.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que les doigts conducteurs mobiles (83A, 83B, 83C, 83D) s'étendent dans l'espace défini par le prolongement de l'organe de manoeuvre suivant sa direction de coulissement associée aux deux contacts.
4.- Dispositif de commutation multiple selon l'une quelconque des re30 vendications précédentes, caractérisé en ce que les doigts conducteurs mobiles (83A, 83B, 83C, 83D) sont venus de matière dans un même organe
conducteur commun (28).
5.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques de rappel comportent au moins deux lames élastiquement déformables (62A, 62B, 620, 62D) venues de matière avec ledit organe conducteur commun (28), lesdites lames étant 5 appliquées contre ledit organe de manoeuvre (14), dans sa position de repos.
6.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites lames élastiques (62A, 62B, 62C, 62D) forment un
berceau (64) de réception dudit organe de manceuvre (14).
7.- Dispositif de commutation multiple selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque doigt conducteur mobile (83A, 83B, 83C, 83D) est porté par une lame élastique (62A, 62B, 62C,
62D).
8.- Dispositif de commutation multiple selon l'une quelconque des re15 vendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins quatre contacts, et en ce que ledit organe de manoeuvre (14) est déplaçable en translation par rapport au boîtier (12) dans les deux sens, suivant au moins deux directions privilégiées de sélection (X-X, Y-Y), le déplacement de l'organe de manoeuvre (14) dans un sens suivant une direction depuis sa posi20 tion de repos jusqu'à une position de sélection provoquant le changement
d'état d'un contact.
9.- Dispositif de commutation multiple selon les revendications 5 et 8,
caractérisé en ce qu'il comporte quatre lames élastiques (62A, 62B, 62C, 62D) associées par paire, les lames élastiques d'une même paire présentant 25 des arêtes (81) de guidage de l'organe de manoeuvre (14) s'étendant parallèlement à une direction privilégiée de sélection (X-X, Y- Y) et coopérant avec des faces latérales (90A, 90B, 90C, 90D) de l'organe de manoeuvre (14) pour son guidage suivant ladite direction privilégiée de sélection (X-X, Y-Y).
10.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le boîtier (12) comporte des butées (124A, 124B, 124C, 124D) interdisant le déplacement simultané de l'organe de manoeuvre
(14) suivant deux directions privilégiées de sélection (X-X, Y-Y).
11.- Dispositif de commutation selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre (14) est déplaçable en translation par rapport au boîtier (12) suivant une direction (Z-Z) perpendiculaire aux deux directions privilégiées de sélection (X-X, Y-Y) de5 puis sa position de repos jusqu'à une position de sélection et il comporte un contact formé d'un plot conducteur (56E) porté par le boîtier (12) et d'un élément conducteur mobile (70) associé, l'élément conducteur mobile (70) étant déplaçable par rapport au plot (56E) associé entre une position en contact avec le plot définissant un état fermé du contact et une position 10 écartée du plot définissant un état ouvert du contact, et en ce qu'il comporte
des moyens supplémentaires (70) de rappel élastiques de l'organe de manceuvre (14) vers sa position de repos.
12.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit élément conducteur mobile (70) comporte un dôme 15 conducteur déformable élastiquement sous l'action de l'organe de manoeuvre (14), lequel dôme (70) est en appui sur le boîtier (12), et forme lesdits moyens supplémentaires de rappel élastique de l'organe de manoeuvre vers
sa position de repos.
13.- Dispositif de commutation multiple selon la revendication 11 ou 20 12 et la revendication 4, caractérisé en ce que ledit élément conducteur mobile (70) est venu de matière avec les doigts conducteurs mobiles (83A,
83B, 83C, 83D) dans ledit organe conducteur commun (28).
14.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe de manoeuvre comporte une partie 25 de commande (26) faisant saillie au travers d'une ouverture (22) ménagée
dans une surface supérieure (20) du boîtier et en ce que ledit organe de manoeuvre est déplaçable à coulissement parallèlement à ladite surface supérieure (20) du boîtier (12) pour la commutation des contacts.
15.- Dispositif de commutation multiple selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier (12) est généralement de révolution et comporte des profils (36) d'accouplement à baőnnette adaptés pour coopérer avec des profils complémentaires d'un socle de
support.
16.- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits profils d'accouplement à baőnnette comportent des languettes (36) faisant
saillie radialement par rapport au boîtier (12) généralement de révolution.
17.- Equipement électronique comportant une paroi extérieure (102) 5 dans laquelle est défini un socle (100) de réception d'un dispositif de commutation selon la revendication 15 ou 16 et un dispositif de commutation (10) selon la revendication 15 ou 16, lequel socle (100) comporte des profils (106) d'accouplement à baőnnette complémentaires aux profils (36)
d'accouplement du dispositif de commutation (10).
18.- Equipement électronique selon la revendication 17, caractérisé en ce que les profils d'accouplement complémentaires à baőnnette du socle (100) et du dispositif de commutation (10) comportent des profils (39) en
saillie et en creux d'enclenchement élastique.
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| US5186555A (en) * | 1991-05-08 | 1993-02-16 | Ueru Chiba | Key arrangement for word processor or the like electrode instrument or machine |
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Non-Patent Citations (2)
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Also Published As
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