Brevet FR2368790A1 — publié le 19780519

La présente invention, due à la collaboration de E Gilles LECONTE, et Claude MOYSES, se rapporte aux commutateurs basculants en vue dtétablir des contacts électriques fugitifs par action sur un bouton de manoeuvre, et en particulier à un commutateur dont le bouton monobloc combine les fonctions d'un bouton basculant et d'un bouton-poussoir, en vue de prendre quatre positions différentes, dont une position de repos, correspondant à trois contacts électriques indépendants. Les commutateurs connus-se composent d2un boltier support dans lequel un bouton établit un ou plusieurs contacts électriques simultanés soit par pression sur le bouton contre l'action d'un organe de rappel, soit par basculement du bouton autour d'un axe prenant appui sur le support. Nais les positions que peut prendre le bouton sont limitées à deux dans le cas d'un bouton-poussoir et à trois dont une position de repos dans le cas d'un bouton basculant. Be but de l'invention est d'étendre les possibilités précédentes à une position supplémentaire avec le mme bouton, ce qui peut être intéressant lorsqu"on veut agir sur plusieurs commandes indépendantes avec le meme organe, tout en evi- tant les fausses manoeuvres, par des manipulations du bouton nettement distinctes. A cet effet, l'invention a pour objet un commutateur du tape basculant, caractérisé en ce que le bouton de manoeuvre de structure monobloc peut établir successivement deux contacts d'extrémité par le basculement du bouton dans un sens ou dans l'autre autour d'au moins un axe d'articulation et un contact central par une pression appliquée au centre du bouton, perpendiculairement à sa base, ledit bouton étant ramené dans tous les cas automatiquement à sa position de repos sous l'action d'au moins un organe de rappel. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bouton pivote autour de deux axes dtarticulation faiblement espacés de part et autre de l'axe de symétrie du commutateur, de manière à adoucir la manipulation par l'augmer.tation du bras de levier et à faciliter le fonctionnement en bouton-poussoir en fournissant une plage dtaction centrale plus stable et plus large. Selon une autre caractéristique, la base du bouton présente diverses faces d'appui, une face centrale parallèle a' la base, de préférence en saillie, et deux faces d'extrémités biseautées et divergentes par rapport à la base. Ces différentes faces peuvent établir des contacts électriques indirectement par pression sur des microrupteurs divers connus en soi, mais sont également aDpro- priées à l'établissement de contacts électriques directs, et servent par exemple de support à des pastilles de matériaux conducteurs. Dans ce cas, le contact électrique résulte de la juxtaposition plane de deux zones conductrices en regard, dont l'autre peut revêtir la forme d'un circuit imprimé fixé dans le bottier support. La réalisation mtme des contacts électriques releve de techniques connues, mais appliquées d'une façon nouvelle, en combinaison avec le commutateur selon l'invention. D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui suit de trois modes de réalisation donnés à titre d'exemple, en réfé- renee aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue extérieure du commutateur basculant selon l'invention, - les figures 2 et 3 représentent, en coupe longitwdinale et vue de coté, un pre mier mode de réalisation du commutateur basculant, - la figure 4 est une vue en plan d'un circuit imprimé réalisant les contacts éleo triques de sortie, - les figures 5, 6, 7 représentent, en coupe longitudinale, un deuxième mode de réalisation du commutateur basculant et illustrent son fonctionnement, - la figure 8 représente, en coupe longitudinale, un troisième mode de réalisation du commutateur basculant, et - la figure 9 représente une variante de la forme supérieure du bouton de manoeuvre. En se reportant aux Figures 1 à 3, le commutateur se compose d'un bottier support (i) en folie de U, soit une base (2) et deux ailes verticales (3, 4), à l'intérieur duquel un bouton de manoeuvre (5) est susceptible de pivoter autour de deux axes d'articulation (6, 7) faiblement espacés de part et dtautre de l'axe de symétrie (8) du comeutat-eur. L'utilité de cette double articulation apparattra au cours de la description ci-après du fonctionnement.Les axes d'articulation (6, 7) prennent appui sur les ailes (32 4) du support en traversant des lumières (9, 10) de forme triangulaire, avec une base (11) parallèle à celle du support, sensible- ment plus hautes que les diamètres desdits axes. C 'est-àdire qu'il existe, entre les axes et leurs Iruères, un jeu important permettant un débattement vertical. Ttjes axas d'articulation (6, 7) sont, d'autre part, sollicités constamment vers le sommet supérieur (12) des lumières triangulaires (9, 10) par action d'un organe élastique. Il s'agît en l'espace d'un ressort hélicoSdal (13) (figure 2) travaillant à la compressionS logé dans un évidemment annulaire (14) pratiqué au oentre de la base (15) du bouton et prenant appui sur une plaquette support (16) maintenue dans les ailes (3, 4) du boiter au moyen de deux gorges (17, 18) longitudinales parallèles à la base (2) du bottier. Il existe ainsi un espace libre (19) important entre la plaquette (i 6) et le fond du bottier (i), espace qui sera utilisé avanta geusement pour le passage des fils électriques (20) ou encore pour le logement d'un bloc de commande électronique quelconque. il va de soi que ledit espace (19) peut entre réduit à une hauteur minimale selon les besoins, au profit des dimensions extérieures du commutateur. Ce dernier sera de préférence fermé par deux flasques transversales (21, 22) afin de protéger le bouton et les contacts électriques contre les chocs et les poussières. te bottier support (1) et le bouton (5) sont fabriqués en matière résistante et isolante, par exemple en matière plastique ou en loin. Conformément à une caractéristique de l'invention, la base (15) s) du bouton forme trois faces d'appui, une face centrale (23) parallèle à la base (2) du bottier support et de préférence en saillie et deux faces d'extrémités (24, 25) biseautées et divergentes par rapport à la base. Ces faces d'appui ont- pour but dSétablir les contacts électriques recherchés. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 2 à 7, les contacts électriques sont réalisés par le shuntage de zones conductrices (26, 27, 28), isolées entre elles, en forme de chicanes imbriquées, imprimées sur la plaquette isolante (16) par exemple en bakélite. Cette impression relève de techniques connues en soi.La figure 4 illustre un exemple de réalisation de telles chicanes, dont la réunion électrique établit des contacts indépendants entre une borne commune (29) et l'une des trois bornes de sortie (30, 31, 32), des fils conducteurs (20) étant soudés sur les bornes après traversée de la plaquette (16) du circuit imprimé. Le shuntage des chicanes est réalisé par l'intermédiaire de pastilles conductrices (33, 34, 35) fixées directement sur les faces d'appui (23, 24, 25) du bouton. On utilisera de préférence un matériau élastomère condue- teur largementemployé dans le commerce. Le fonctionnement du commutateur sera décrit en référence aux figures 5, 6 et 7 qui illustrent une réalisation préférée de l'invention, dans laquelle le ressort de rappel central (.13) du bouton de la figure 2 est remplacé par deux ressorts (36, 37) de diamètre plus petit, logés dans deux évidements (38, 39) boreres et symétriques, pratiqués dans la base (15) du bouton, au voisinage des extrémités de ce dernier. De cette façon, les surfaces annulaires d'appui des ressorts reposent sur des régions vierges (40, 41) de la plaquette de la figure 4, ce qui évite tout risque de détérioration, meme partielle, du circuit imprimé. De plus, cette solution permet, par la taille réduite des diamètres des ressorts (36, 37), de diminuer la largeur du bouton. En position de repos (figure 5), le bouton (5) de manoeuvre est repoussé vers le haut sous la pression des ressorts, de sorte qutaucun élément conducteur solidaire des faces d'appui (23, 24, 25) du bouton n'est en contact avec les zones conductrices du circuit imprimé (16). Lorqtuton presse sur l'une des extrémités du bouton (figure 6) dans le sens de la flèche t en comprimant le ressort (36) correspondant, le bouton bascule naturellement autour de l'axe d'articulation (7) le plus éloigné de ladite extrémité, en prenant appui sur le sommet supérieur (12) de la lumière triangulaire (10) correspondante du support , tandis que l'autre axe d'articulation (6) se débat librement à l'intérieur de l'autre lumière (9) du support.Ainsi, on établit un premier contact d'extrémité efficace, par la réunion parfaitement plane de la pastille conductrice (34) de la face d'appui biseautée (24) du bouton avec la zone conductrice (26) du circuit imprimé, ce qui dans le cas présent établit la liaison électrique entre les bornes (29) et (30). Il n'est pas zonant que les zones conductrices centrales (33, 27) du bouton et du circuit imprimé entrent partiellement en contact, comme on le voit sur la figure 6. En effet, par référence au dessin du circuit imprimé de la figure 4, la liaison électrique centrale entre les bornes (29) et (31) ne peut astre réalisée que si la surface de contact arrive à shunter les chicanes en regard, autour de l'axe (8). Le fonctionnement du commutateur est rigoureusement symétrique si lton presse sur l'autre extrémité du bouton. Selon l'invention, le bouton basculant peut aussi fonctionner en boutonpoussoir, ce que représente la figure 7. En pressant au centre du bouton, dans le sens de la flèche f, et plus précisément entre les deux axes d'articulation (6, 7), on établit le seul contact central par la réunion plane de la pastille conductrice (33) de la face d'appui centrale (23) du bouton avec la zone conductrice centrale (27) du circuit imprimé, ce qui shunte les bornes (29) et (31). Dans le fonctionnement en poussoir, il est nécessaire de vaincre la somme des contraintes exercées par les deux ressorts (36, 37), les deux axes dtarticulation (6, 7) staffaissant simultanément à ltintérieur des lumières (9, i o) du bottier (1). Le commutateur selon l'invention pourrait fonctionner avec un seul axe dtarticulation central placé sur ltaxe dè symétrie du bouton. Nais la réalisation à deux axes permet d'augmenter le bras de levier par le fonctionnement en bouton basculant, ce qui adoucit la manoeuvre, de réduire, d'autre part, l'angle de biseautage des faces d'appui d'extrémité à une valeur de l'ordre de 50, de faciliter enfin le fonctionnement en bouton-poussoir en créant une plage d'action plus large et plus stable. Afin de mieux préciser les trois zones d'action du bouton, on peut modifier la forme supérieure uniformément concave du bouton (5) pour faire apparattre un bossage central (42) (figure 9) plus pratique. La figure 8 illustre un troisième mode de réalisation, se distinguant essentiellement par la structure du bottier support (1) et par la nature des contacts fugitifs. Le logement inférieur du bottier a été supprimé, de sorte que la plaquette (16) de circuit imprimé repose directement sur la base (2) du boftier, en se laissant traverser par deux projections intérieures (43, 44) moulées, servant de guides pour les ressorts de compression (36, 37). Les flasques transversales (21, 22) épousent des formes brisées pour permettre la fixation rapide du commutateur par clipsage élastique dans la lumière d'un châssis non représenté. Les contacts électriques sont obtenus par l'intermédiaire de pastilles (45, 46 47) en élastomère conducteur, maintenues sans contact, au repos, au-dessus des zones conductrices à shunter du circuit imprimé. Une couche (48) de matériau élastique isolant recouvre le circuit imprimé (1Ci) par collage sur les parties non conductrices et maintient en place les pastilles conductrices (45, 46, 47) en formant trois bossages tels que (49) destinés à coopérer avec les faces appui correspondantes du bouton (5). lorsqu'on applique une pression sur l'un des contacts, la pastille en élastomère conducteur vient shunter la zone conductrice du circuit imprimé, après une précourse du bouton correspondant a la compression de la couche élastique (49) de recouvrement. Selon une variante dérivant de la réalisation de la figure 8, on peut rem- placer les pastilles (45, 46,-47) en élastomère conducteur par des pastilles en élastomère dont la conductibilité est une fonction directe de la pression appliquée. Dans ce cas, les pastilles peuvent venir en contact, même au repos, avec les zones conductrices (26, 27, 28) du circuit imprimé. Selon une autre variante non représentée, on peut remplacer les contacts imprimés par des microrupteurs fixés sur la base (2) du bottier support et commandés à partir de la pression exercée par les faces dtappui (23, 24, 25) du bouton. Cette solution permet de commuter directement des circuits électriques de plus fortes puissances. REV*E39DICArUIl:)NS 1 - Commutateur basculant comprenant un bottier support et un bouton de manoeuvre pouvant pivoter à l'intérieur du support pour établir, entre la base du bouton et la base du support, divers contacts électriques fugitifs, caractérisé en ce que le bouton (5), de structure monobloc, est susceptible de prendre quatre positions différentes, dont une position de repos, correspondant à trois contacts électriques indéper1dants, soit deux contacts d'extrémités (34, 35), obtenus par le basculement du bouton dans un sens ou dans l'autre autour d'au moins un axe d'artìculation (6, 7), prenant appui sur les ailes du support (1) et un contact central (33) obtenu par une pression appliquée au centre du bou ton, ledit bouton (5) étant ra-nnené dans tous les cas automatiquement à sa posi tion de repos sous l'action d:au moins un organe de rappel (13). 2 - Commutateur basculant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les contacts électriques sont établis séparément, à partir de la pression exercée par un opérateur aur endroits appropriés du bouton, au moyen de trois faces d'appui aménagées sur la base (15) du bouton, une face d'appui centrale (23) parallèle à la base, de préférence en saillie, et deux faces dtappui d'extré- mités (24, 25) biseautées et divergentes par rapport à la base. 3 - Commutateur basculant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les faces d'appui communiquent la pression exercée sur la commande de microrupteurssoli daireçdu support. 4 - Commutateur basculant selon la revandication 2, caractérisé en ce que les faces d'appui établissent les contacts électriques par le shuntage de zones conductrices (27, 28) isolées entre elles, en forme de chicanes imprimées sur une plaquette (16) isolante, ladite plaquette étant fixée dans les ailes (3, 4) du support parallèlement à la base (is) du bouton. 5 - Commutateur basculent selon la revendication 4, caractérisé en ce que le shuntage électrique est obtenu par l'intermédiaire de pastilles (45, 46, 47) en élastomère conducteur} maintenues sans contact > au raposJau-dessus des zones conductrices (26, 27, 28) du circuit imprimé par recouvrement d'une couche (48) élastique isolante sur le circuit -imprimé (16). 6 - Commutateur basculant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le shuntage électrique est obtenu par l'intermédiaire de pastilles (33, 34, 35) en élastomère conducteur, fixes directement sur les faces d'appui (23, 24, 25) du bouton. 7 - Commutateur basculant selon la revendication 4, caractérisé en ce que le shuntage électrique est obtenu par l'intermédiaire de pastilles en contact au repos avec les zones conductrices (26, 27, 28) du circuit imprimé et recou vertes éventuellement d'une couche élastique, lesdites pastilles étant en un matériau dont la conductibilité est fonction directe de la pression exercée. 8 - Commutateur basculant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bou ton (5) bascule successivement autour de deux axes d'articulation (6, 7) le traversant, disposés de part et d'autre et à faible distance de l'axe de symétrie (8) du bouton, l'axe actif correspondant à l'extrémité du bouton la plus éloi gnée dudit axe, sur laquelle on exerce une pression, l'axe non actif pouvant se débattre à l'intérieur de deux lumières pratiquées dans les ailes (3, 4) du support. 9 - Commutateur basculant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les lrmières (9, fO) du support, traversées par les axes d'articulation (6, 7) du bouton, sont de forme triangulaire avec une base (i i) parallèle à la base (15) du bouton, lesdits axes étant constamment poussés vers les sommets (12) des lumières par l'organe de rappel (13, 36, 37) du bouton. 10 - Commutateur basculant selon les revendications 1, 8 et 9, caractérisé en ce que l'organe de rappel du bouton est constitué par un ressort (13) travaillant à la compression, logé dans une gorge annulaire (14) pratiquée au centre de la base (15) du bouton. il - Commutateur basculant selon les revendications 1, 8 et 92 caractérisé en ce que l'organe de rappel du bouton est constitué par deux ressorts (36, 37), travaillant à la compression, logés dans deux évidements (38, 39) symétriques pratiqués dans la base (15) du bouton. 12 - Commutateur basculant selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie supérieure du bouton comporte un bossage central (42) pour faciliter son fonctionnement en poussoir.