Brevet FR2135163A1 — publié le 19721215

-1- 2135163 La présente invention se ray^orte à un mécanisme d'ac-tionnement de clavier. Des claviers de la technique antérieure, destinés à être utilises avec des ordinateurs, aes calculatrices, des 5 terminaux de données et analogues, sont disponibles sur le marché sous des formes multiples. Cependant, une grand nombre d'entre eux ne fournissent aucune réaction tactile à l'opérateur du clavier, pour lui garantir que le toucher a été suffisamment enfoncée pour realiser la fermeture du contact. Ceux 10 des claviers qui fournissent une réaction tactile sont généralement considérablement plus volumineux que ceux qui n'offrent pas une telle réaction, •àtructurellement, la plupart aes claviers comportent un tableau ou des rangées de sous ensembles complexes qui sont assemblés en usine, dans une cer-15 taine disposition, et ne peuvent pas habituellement être modifiés sur les lieux d'utilisation. Ces sous-ensembles complexes sont généralement couteux à assembler, ce qui a pour effet de rendre le clavier réalisé relativement onéreux. Le mécanisme d'actionnement de la présente invention 20 fournit une réaction tactile a i'opérateur mais est plus compact que les dispositifs de la technique antérieure qui offrent une telle réaction. Un clavier constitué par un tableau d'une pluralité de mécanismes d'actionnement selon la présente invention et d'une plaquette de circuit imprimé, du type dé-25 crit ci-apres, n'est pas seulement compact, mais il peut égale ment être réalisé sous forme modulaire, de sorte que des touches peuvent être ajoutées ou retirées sur les lieux d'utilisation. Etant donné que le mécanisme d'actionnement comporte relativement peu d'éléments et que ces éléments peuvent être 30 disposés en rangées ou tableaux, un clavier utilisant les mécanismes d'actionnement de la présente invention est peu onéreux du fait de sa facilité d'assemblage. Selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, le mécanisme d'actionnement comporte une touche 35 à laquelle sont fixés deux axes parallèles, l'un aestiné à faire fléchir une lame métallique, l'autre destiné à actionner un organe élastique. La lame métallique et un ressort qui sert 72 13172 -2- 2135163 à la rattacner à une feuille de métal sont formés dans la feuille de métal, et cette feuille est fixée à une structure support isolante. La structure support sert également de guide aux axes. L'organe élastique peut être constitué par une pai-5 re de ressorts dont le coefiicient d'élasticité est différent ou d'un ressort unique déformable, à deux positions stables, qui change brusquement d'élasticité lorsqu'il est enfoncé par l'axe précité. Une plaquette de circuit imprimé est fixée sur la structure-support de telle façon que la lame est déviée 10 vers un élément de circuit de la plaquette de circuit imprimé lorsqu'une toucne est enfoncée. L'élément de circuit peut être par exemple, un élément détecteur pour clavier sans contact du type décrit dans la demande de brevet fraçais n° 71 33 892 du 21 Septembre 1971 ayant pour titre : "Clavier sans contact", 15 déposée au nom de la Demanderesse. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et à l'examen des dessins annexés dans lesquels : La figure la représente une vue éclatée d'un mode de 20 réalisation préférentiel d'un mécanisme d'actionnement ; La figure lb représente une variante de la plaquette de circuit imprimée destinée à être utilisée dans le mode de réalisation de la figure la ; Les figures 2a, 2b, 2c et 2d sont des coupes montrant 25 le mode de fonctionnement a'un mode de réalisation de la présente invention ; Les figures 3a et 3d sont des coupes montrant le mode de fonctionnement d'un autre mode de réalisation de la présente invention. 30 La figure la représente un mécanisme d'actionnement d' un tableau comportant un assemblage de tels mécanismes d'actionnement. Une touche 12 est fixée à deux axes 14 et 16 qui sont guidés dans des orifices 18 et 2C formés dans un élément support 22. L'élément 22 peut être par exemple une pièce en 35 matiere plastique moulée. Une bande de métal 24 comporte une 72 13172 2135163 lame métallique 26 et deux ressorts 28a et 28b qui sont formés dans ladite bande par un procédé tel que la gravure chimique ou l'estampage. Une partie en porte-à-faux 30 est également formée dans la plaque ae métal. La bande métallique 24 5 est maintenue entre une pièce d'épaisseur 32 et ledit support 22 et a sa position déterminée par des broches de fixation 34. Une bande 36, qui est, de façon typique, réalisée en "toylar" est disposée entre la bande de métal 24 et l'élément support 22 et maintenue en position par des broches de fixation paral-10 lèlesà celles représentées. Une partie en porte-à-faux 38 qui fait partie de la bande 36 recouvre la partie en porte-à-faux 30. Une plaquette de circuit imprimé 40 est maintenue appliquée contre la pièce d'epaisseur 32 par des vis 42 qui se vissent dans des trous (non représentés) prévus dans l'élément 15 support 22 et servent à maintenir assemblé l'ensemble du mécanisme. Un transformateur 44 du circuit imprimé qui comporte des spires concentriques 46 et 48 des deux côtés de la plaquette de circuit imprimé 40 constitue, dans l'exemple représenté, l'élément détecteur. Le transformateur 44 est raccordé à un 20 dispositif électronique ae commande et de décodage décrit en plus de détail aans la demande de brevet français precitée. Comme présenté sur les figures 2a et 2c, lorsque la touche 12 est enfoncée par l'utilisateur du clavier, l'axe 14 fait fléchir la lame métallique 26 vers le transformateur 44 25 faisant décroître l'inductance mutuelle entre les spires 46 et 48 ce qui fournit un signal de "touche enfoncée" à l'électronique de décoaage. D'autres éléments détecteurs, tels qu' un condensateur par exemple, peuvent être utilises a la place d'un transformateur ; de même, une piece de ferrite peut être 30 fixée à la lame métallique 26 pour accroître l'inductance mutuelle entre les spires 46 et 48. Selon une variante, comme représenté sur la figure 1b, la lame métallique 26 peut être utilisée pour raccorder deux contacts 45 et 47 prévus sur la plaquette du circuit imprimé. Lorsque l'utilisateur relacne 35 la toucne 12, les ressorts 28 ramenent la lame'métallique, et en conséquence, la toucne 12 en position haute. L'axe 16 et les parties en porte-à-faux 30 et 38 sont 72 13172 -4- 2135163 également représentés schématiquement en plus de détails sur les coupes des figures 2a à 2d. La figure 2a représente les positions relatives de l'axe 16 et des parties en porte-à-faux lorsque la toucne 12 est en position naute. Lorsque la touche 5 12 est enfoncée, l'axe 16 fait fléchir les deux parties en porte-à-faux comme représenté sur la figure 2b, et l'utilisateur rencontre une résistance qui devient progressivement pius grande. Les parties en porte-à-faux 30 et 38 fléchissant vers le bas, la pointe 39 de la partie en porte-à-faux 38 est éga-10 lement déviée latéralement de sorte que l'axe 16 glisse au- delà de la pointe 39. La partie en porte-à-faux 38 s'engage a-vec une ac.tion brusque dans un évidement 50 formé dans l'axe 16, lorsque la touche 12 est enfoncée à fond. Lorsque ceci se produit, l'utilisateur ressent une variation brusque dans 1' 15 élasticité du mécanisme qui constitue en une diminution de la résistance présentée par la touche 12. L'axe 16 ne rencontre de résistance que de la partie en porte-à-faux 38, lorsque la touche 12 est relâchée, comme représenté sur la figure 2d, étant donné que seule la partie en porte-à-faux 38 pénètre dans 20 1'évidement 50, et les ressorts 28 surmontent facilement la résistance de la partie en porte-à-faux 38, -pour ramener la touche 12 en position haute. Ainsi, l'élasticité ou la force de ressort de l'organe élastique, constitué par les parties en porte-à-faux 30 et 38, est l'objet d'une variation brusque 25 lorsque ledit organe fléchit sous l'action de l'axe 16, et 1' élasticité est différente selon que l'axe se déplace vers le haut ou vers le bas. La figure 3 représente un autre mode de réalisation du mécanisme d'actionnement. Une touche 62 est fixée à un axe 30 creux 64 qui est guidé par un élément-support 68. Un axe souple 66 est également fixé à la touche 62. Ûn ressort déformable 70 est fixé entre l'élément support 68 et une pièce d'épaisseur 72 et traverse un orifice 74 formé dans l'axe 66. Une piece déviatrice triangulaire 76 est fixée au ressort 70 directement 35 sous l'axe 66. La bande de métal 24, comportant la lame 26 et les ressorts 28, mais non la partie en porte-à—faux 30, est intercalée entre les pieces d'épaisseur 72 et 32. La plaquette 72 13172 -5- 2135163 de circuit imprimé 40 est fixée à la pièce d'épaisseur 32. Lorsque la touche 62 est enfoncée, l'axe 64 fait fléchir la lame vers le transformateur 44, comme précédemment décrit. En même temps, l'axe 66 appuie sur la pièce déviatrice 76 jusqu' 5 à ce que le ressort ait flécni suffisamment pour se gauchir dans l'autre sens, comme représenté sur la figure 3b. Lorsque le ressort 70 s'est ainsi gauchi, l'utilisateur ressent un changement brusque dans l'élasticité, étant donné que la résistance présentée à l'axe 66 par la pièce déviatrice 66 est 10 considérablement réduite. Lorsque la touche 62 est relâchée, l'axe 66 qui a également été dévié par la piece déviatrice 76 glisse sur la surface de la pièce 76 et est ramené à sa position verticale droite par les ressorts 28. Etant donné, que le ressort 70 est un élément à deux positions stables, il se 15 gauchit à nouveau pour reprendre la position représentée sur la figure 3a, à l'enfoncement suivant ae la touche 62. Bien que, lors de l'examen des figures 1, 2 et 3, le mécanisme ait été décrit, essentiellement dans son application à une seule touche, les mécanismes décrits dans la pré-20 sente demande peuvent être avantageusement fabriqués sous for me de tableaux comportant aes éléments multiples. Ainsi, comme il est suggéré par la figure 1, une pluralité de lames métalliques 26, de ressorts 28 et de parties en porte-à-faux 30 peuvent être formés dans la bande de métal 24 ; une pluralité 25 de parties en porte-à-faux 38 peuvent être formées dans la bande 36 ; et l'elément support 22, ainsi que la pièce d'épais seur 32 peuvent être moulées de façon à recevoir une pluralité de touches. La formation de tableaux ou rangées d'éléments constitutifs permet une réduction du temps d'assemblage et du 30 coût des claviers à éléments multiples. Pour accroître la sou plesse d'utilisation, les touches 12 peuvent être retenues dans l'élément-support 22 grâce à un éviaement 15 prévu dans l'axe 14, qui s'engage sur une saillie formée dans l'orifice 18. Ainsi, des touches peuvent être ajoutées ou retirées sur 35 les lieux d'utilisation, selon les besoins ae i'utilisateur. 72 13172 -6- 2135163 — REVENDICATIONS — 1 - Un mecanisme d'actionnement comportant une touche, une structure d'enclenchement fixée à la toucne, des moyens de guidage pour guider le déplacement de la structure d'en-. 5 clenchement, des moyens interrupteurs coopérant avec ladite structure pour fournir un signal en réponse à l'enfoncement de la touche par l'utilisateur caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques coopérant avec la structure d'enclenchement de façon à présenter une variation brusque d'élastici- 10 té en réponse au déplacement de la structure d'enclenchement, fournissant ainsi une réaction tactile à l'utilisateur. 2 — Un mécanisme d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure d'enclenchement comporte un premier et un deuxieme axe, le premier axe coopérant 15 avec lesdits moyens interrupteurs, le deuxième axe coopérant avec les moyens élastiques. 3 - Un mécanisme d*actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le second axe comporte une encoche dans un de ses côtés, lesdits moyens élastiques comportant un 20 premier ressort à cantilever ou en porte-à-faux, et un deuxième ressort à cantilever recouvrant le premier ressort, le premier ressort ayant une force élastique plus faible que le second ressort et pénétrant dans ladite encoche lorsque la touche est enfoncée. 25 4 - Un mécanisme d1actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier axe est creux et comporte un orifice le traversant dans une direction transversale par rapport à son axe longitudinal, le second axe étant monté à l'intérieur dudit premier axe, lesdits moyens élastiques com- 30 portant un ressort déformable à aeux positions stables s'étendant à travers l'orifice prévu dans le premier axe et un élément triangulaire fixé audit ressort, et aligné avec le second axe. ! 72 13172 -7- 2135163 'ô - Un mécanisme d'actionnenent selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens interrupteurs comportent un élément conducteur, un ressort et un organe support formés en une seule pièce, l'élément conducteur étant sus-5 pendu par le ressort à l'élément support, l'élément conducteur étant aligné avec le premier axe et l'élément support étant fixé aux moyens de guidage, un élément de circuit étant supporté dans une disposition où il est aligné avec le premier axe et l'élément conducteur, de sorte que l'enfoncement de la touche a pour effet 10 d'amener la structure d'enclenchement à déplacer l'élément conducteur par rapport à l'élément de circuit. 6 - Un mécanisme d'actionnement selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par une pluralité de touches, de structures d'enclenchement, de moyens interrupteurs et de moyens 15 élastiques pour former un réseau d'interrupteurs à touche.