Brevet FR2475288A1 — publié le 19810807

ENSEMBLE A CONTACTS ET CLAVIER A TOUCHES 2475288 COMPORTANT CET ENSEMBLE. La présente invention concerne un ensemble à contacts et un clavier à touches réalisé à l'aide dudit ensemble à contacts qui comprend une première feuille à circuit pourvue dans au moins une surface d'une pluralité de premiers éléments de circuit électrique, une seconde feuille à circuit pourvue dans au moins une surface d'une pluralité de seconds éléments de circuit électrique, ladite seconde feuille à circuit étant positionnée par rapport à ladite première feuille à circuit de manière que les seconds éléments de circuit soient alignés avec et placés en regard des premiers éléments en étant cependant normalement espacés de ceux-ci, une pluralité de saillies tactiles qui sont formées dans ladite seconde feuille à circuit, chacune desdites saillies étant alignée avec un premier élément de circuit, étant écartées de ladite première feuille à circuit et contenant au moins une partie d'un desdits seconds éléments de circuit de manière à la faire entrer sélectivement en contact avec ledit premier élément de circuit. Un type de clavier à touches fonctionnant sur le principe de l'action brusque ou de la réaction tactile et largement utilisé à l'heure actuelle, fait intervenir un élément profilé qui permet d'exercer l'action brusque ou la réaction tactile et qui établit également un contact électrique lors de l'actionnement du clavier. Cet élément tactile ou à action brusque peut être un élément profilé en métal ou en matière plastique intervenant dans un clavier à touches. Lorsqu'on a affaire à des éléments métalliques, ils sont typiquement formés d'un métal élasti- que et on peut les réaliser sous la forme de disques profilés individuels ou bien sous la forme d'une bande de disques profilés ou bien de bandes métalliques incurvées. Dans le cas d'éléments en matière plastique, on les réalise en particulier par moulage par thermocompression d'une couche de matière plastique monolithique ( telle qu'un polyester connu sous le nom de Mylar) qui est profilée de façon à comporter une matrice d'éléments tactiles de contour approprié. Dans presque tous les cas, les éléments 2 2475288 tactiles sont enfermés dans un bottier moulé en matière plastique. Bien que certaines conceptions de claviers à touches soient actionnées par application directe de la force d'actionnement ( typiquement par l'intermédiaire du doigt de l'utilisateur du clavier) sur l'élément tactile profilé, de nombreuses configurations de clavier comportent des touches distinctes placées dans le châssis du clavier et auxquelles la force d'actionnement est appliquée et est transmise pour solliciter l'élément tactile. Les touches sont typiquement des éléments en matière plastique moulée et ils peuvent avoir différentes structures bien connues, par exemple des touches à articulation tournante, des touches à articulation flottante et des touches complè- tement flottantes. L'expérience acquise dans l'industrie des claviers à touches a montré qu'il est souvent souhaitable de prévoir un organe d'impact d'une configuration bien déterminée sur la partie inférieure de la touche pour entrer en contact avec l'élément tactile en vue de son actionnement. Le profil et l'emplacement particuliers de l'organe d'impact ont souvent une influence importante pour l'obtention d'un fonctionnement optimal ou même satisfaisant de l'élément tactile. Ainsi par exemple, dans certains claviers à touches utilisant des disques métalliques, l'organe d'impact prévu à la base de la touche est un élément hémisphérique qui exerce une force ponctuelle de contact sur l'élément tactile profilé. De même, dans certaines structures utilisant des éléments tactiles en matière plastique, l'organe d'impact prévu à la base de la touche peut se présenter sous la forme d'une barre servant à exercer une force linéaire-d'actionne- ment sur l'élément tactile. Par le passé, il n'a généralement pas été possible d'obtenir un haut degré d'interchangeabilité entre des composants d'un clavier à touches. Par exemple, lorsqu'un fabricant a fabriqué un clavier à touches comportant un châssis et des touches en matière plastique et un dôme métallique et lorsqu'il décide d'utiliser le même châssis et les mêmes touches avec des éléments tactiles formés dans une feuille de matière plastique moulée, il rencontre la difficulté que l'organe d'impact prévu sur la touche pour l'élément métallique ne convient pas pour l'élément tactile en matière plastique. En conséquence, il faut qu'il modifie la conception de la touche, ce qui nécessite la fabrication de nouveaux moules et ce qui se traduit par conséquent par des frais supplémentaires. Egalement si le fabricant doit utiliser les deux types d'éléments tactiles dans différentes applications de claviers à touches, il se heurte alors aux problèmes de la duplication ou de la multiplication des impératifs concernant l'outillage, le contrôle d'inventaire et le contrôle de qualité. L'invention a en conséquence pour but de remédier à toutes les difficultés mentionnées ci-dessus. Selon l'invention, il est prévu un ensemble à contacts, comprenant une première feuille à circuit compor- tant un premier élément de circuit électrique dans au moins une de ses surfaces, une seconde feuille à circuit comportant un second élément de circuit électrique dans au moins une de ses surfaces, la seconde feuille à circuit étant posi- tionnée par rapport à la première feuille de manière que ledit second élément de circuit soit placé en regard du premier élément mais ne soit normalement pas en contact avec lui, une saillie tactile formée dans ladite seconde feuille à circuit, cette saillie tactile étant écartée de la première feuille à circuit et contenant au moins une partie dudit second élément de circuit en vue d'établir sélectivement un contact avec ledit premier élément de circuit, ensemble caractérisé en ce qu'il comprend une touche espacée de ladite seconde feuille à circuit sur son côté opposé à ladite première feuille à circuit et positionnée de manière à entrer en contact avec et actionner ladite saillie tactile ainsi qu'un élément d'impact qui est positionné entre ladite touche et ladite saillie tactile de façon à transmettre une force d'actionnement entre la touche et la saillie pour établir un contact électrique entre lesdits premier et second éléments de circuit avec réaction tactile, ledit élément d'impact étant profilé géométriquement de manière à exercer sur ladite saillie une charge de sollicitation agissant de manière à actionner cette saillie avec réaction tactile. L'invention concerne également un clavier à touches, comprenant une première feuille à circuit compor- *tant une pluralité de premiers éléments de circuit dans au moins une de ses surfaces, une seconde feuille à circuit comportant une pluralité de secondsaéléments de circuit dans au moins une de ses surfaces, ladite seconde feuille étant positionnée par rapport à ladite première feuille de façon que lesdits seconds éléments soient alignés avec et placés en regard desdits premiers éléments, mais normale- ment sans étre en contact avec eux, une pluralité de saillies tactiles qui sont formées dans ladite seconde feuille à circuit, chacune desdites saillies tactiles étant alignée avec un élément de circuit, étant écartées- de ladite première-feuille à-circuit et contenant au moins une partie d'un desdits seconds éléments de circuit en vue d'établir sélectivement un contact avec ledit premier élément de circuit, clavier caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de touches qui sont espacées de ladite seconde feuille à circuit sur son côté éloigné de ladite première feuille, chaque touche étant alignée avec une desdites saillies tactiles et étant positionnée de façon à entrer en contact avec celle-ci et à l'actionner, ainsi qu'une feuille d'impact positionnée entre lesdites touches et lesdites saillies tactiles pour transmettre des forces d'actionnement desdites touches auxdites saillies en vue d'établir un contact électrique entre lesdits premiers et seconds éléments de circuit avec réaction tactile, ladite feuille d'impact comportant une pluralité d'éléments d'impact qui sont chacun positionnés entre une touche et une saillie alignée et qui sont chacun profilés géométriquement de manière à exercer une charge de sollicitation sur la saillie alignée en vue d'actionner cette saillie avec réaction tactile. Une barre d'impact prévue sur la touche ( qui peut maintenant rester inchangée pour toute configuration d'origine qu'elle peut avoir), ou bien la touche propre- ment dite s'il n'existe pas de barre d'impact, entre en contact avec l'élément d'impact qui vient à son tour toucher l'élément tactile pour assurer la distribution nécessaire de force en vue d'un actionnement rapide de l'élément tactile. La feuille d'impact devient par consé- quent une feuille intermédiaire comportant des éléments d'impact qui transmettent la force d'une touche à l'élément tactile en matière plastique, avec une distribution correcte de force imposée par l'élément tactile, même si la barre n'a pas une barre d'impact correctement formée. Selon une caractéristique importante de la feuille d'impact et de ses éléments d'impact individuels, la surface d'impact de la touche en matière plastique peut présenter une large gamme de profils géométriques tout en exerçant encore la force requise sur la feuille d'impact, qui assure à son tour l'actionnement des éléments tactiles. Cela procure d'autres avantages importants de souplesse et de liberté lors de la conception de claviers à touches du type comportant des éléments tactiles en matière plastique. Plus spécifiquement, on peut modifier les profils géométriques des éléments tactiles intervenant dans un clavier sans changer la conception de la touche. Il est juste suffisant, dans l'un quelconque des cas précités, d'incorporer au clavier à touches la feuille intermédiaire d'impact, comportant des éléments d'impact de profils appropriés pour recevoir la force d'actionnement exercée par la touche et pour transmettre cette force aux éléments tactiles en matière plastique. D'autres avantages et caractéristiques de l'inven- tion seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la fig. 1 est une vue en perspective éclatée d'un clavier à touches et de son système d'actionnement,conforme à la présente invention, et la fig. 2 est une vue en coupe partielle à échelle agrandie d'un détail d'un clavier à touches en condition assemblée. 2:475288 En considérant simultanément les figures 1 et 2, on voit qu'on a représenté un clavier à touches comportant un carter supérieur 10 en matière plastique. Ce carter- supérieur 10 est pourvu d'une pluralité d'ouvertures ou fenêtres dans chacune desquelles est disposée une touche distincte 14. Les touches 14 ont été représentées comme étant du type à articulation active mais il va de soi qu'on peut aussi utiliser d'autres configurations de touches, par exemple des touches à articulation flottante et à flottement complet. Chaque touche comporte à la base un organe d'impact 15. Il est prévu directement en dessous du carter supérieur 10 une feuille d'impact 16 se présentant sous la forme d'une couche de matière plastique monolithique moulée par thermocompression, qui est constituée de préférence d'un polyester du genre Mylar. La feuille d'impact 16 comporte plusieurs éléments d'impact individuels 18 qui sont pourvus d'un évidement profilé destiné à recevoir la base de la touche 14 ou la partie d'impact de touche 15, des éléments d'impact 18 étant formés dans la couche d'impact et étant pourvus d'un profil géométrique approprié pour assurer l'impact nécessaire pour la transmission correcte d'une force de sollicitation à un élément tactile - en matière plastique du clavier à touches. Les éléments d'impact 18 sont formés dans des feuilles 16 ayant la structure d'une articulation ou charnière active et-il est prévu un élément d'impact 18 placé en correspondance et aligné avec chaque touche 14. La configuration spécifique de la couche ou feuille d'impact représentée sur les dessins comporte des ouvertures ou fenêtres 20 qui contien- nent chacune trois éléments d'impact 18. Cependant il est évident que la feuille d'impact pourrait également être profilée de manière à comporter des fenêtres individuelles pour chacun des éléments d'impact. La feuille suivante intervenant dans l'ensemble du clavier à touches est une feuille monolithique à éléments tactiles 22, qui est formée par moulage par thermocompression et dans laquelle sont réalisées une pluralité de saillies 24 ú475288 formant des éléments tactiles. Les saillies 24 ont la forme de troncs de cônes qui comportent chacun une surface laté- rale annulaire inclinée et une surface supérieure plane. Un motif conducteur de cuivre, d'encre à base d'argent ou d'un autre matériau conducteur est collé sur la face infé- rieure de la feuille 22, les motifs de circuit se terminant dans des plots de contact 34 placés sur le côté inférieur de la partie plane 30 de l'élément tactile. Pour une description plus détaillée de la feuille à éléments tactiles 22 et des saillies tronconiques formant les élé- ments tactiles dans ladite feuille, on se référera au brevet des Etats Unis d'Amérique ne 4 190 748. L'ensemble comprend un nombre d'éléments tactiles individuels 24 correspondant au nombre de touches 14 et d'éléments d'impact 18, les touches, les éléments d'impact et les saillies étant placés dans un alignement prédéterminé. La feuille 22 comporte également des saillies d'espacement 25 servant à espacer la feuille 16 par rapport à la feuille 22. La couche suivante de l'ensemble de clavier à touches est une feuille d'espacement 36 en matière plastique qui comporte des ouvertures ou fenêtres 38 alignées avec chacun des éléments tactiles afin de permettre aux plots de contact 34 de descendre au travers des fenêtres pour entrer en contact avec des éléments d'un panneau de circuit infé- rieur lorsque le clavier à touches est actionné. La feuille d'espacement 36 peut également être constituée d'un polyes- ter du genre Mylar. En variante, la feuille d'espacement 36 peut être constituée d'une mousse élastique, ayant de bonnes caractéristiques de compression ( c'est à dire qu'elle réagit élastiquement à des forces de compression). La couche suivante intervenant dans l'ensemble de clavier à touches est une feuille inférieure flexible à circuit imprimé 40 qui porte des motifs de circuit 42 comportant des plots de contact 44. Ces plots de contact 44 sont alignés avec les plots de contact 34 de la feuille à éléments tactiles 22 de manière que des circuits soient fermés et des signaux engendrés par le clavier à touches quand les éléments tactiles sont actionnés. La couche complètement inférieure de l'ensemble est un substrat rigide ou panneau raidisseur 46 qui est constitué de toute matière plastique rigide désirée. L'ensemble est-maintenu assemblé à l'aide de broches 48 en matière plastique qui sont solidaires du carter supérieur 10 et qui sont engagées dans des trous ménagés dans les saillies 25 et dans des trous appropriés ménagés dans chacune des autres couches de l'ensemble, lesdites broches étant aplaties par application de chaleur, d'une manière connue, afin de maintenir assemblées les couches dudit ensemble. Comme cela a été défini précédemment, la partie d'impact 15-prévue sur la surface inférieure d'une touche a souvent une configuration géométrique spécifique qui est déterminée par le type et la forme d'un élément tactile à actionner. Puisque des éléments tactiles différents sont souvent assujettis à des impératifs spécifiques en ce qui concerne la configuration des parties d'impact en vue d'établir la distribution correcte des charges lors de l'actionnement de l'élément tactile, les parties d'impact des touches sont habituellement spécifiquement adaptées à l'élément tactile particulier d'un clavier et il n'est pas possible en pratique d'adapter une touche donnée présentant une conception particulière de parties d'impact à un autre élément tactile. Conformément à la présente invention, la confi- guration géométrique de la partie d'impact 15 prévue à la base de la touche 14 devient un paramètre non critique. La configuration géométrique de la partie d'impact 15 peut avoir tout profil typique, ou bien on peut la supprimer complètement puisque, conformément à la présente invention, elle sert seulement d'organe de transmission de la force d'actionnement aux éléments individuels d'impact 18 en matière plastique moulée de la feuille d'impact 16. La partie d'impact de touche 15 pénètre dans l'évidement ou poche 19 et elle entre en contact avec la surface supérieure de chaque élément 18. Les éléments individuels d'impact 18 en matière plastique moulée sont pourvus du profil géométri- L475288 que imposé par l'élément tactile particulier intervenant dans le clavier à touches. Ainsi par exemple, pour la configuration en tronc de cône à partie supérieure plane qui a été représentée sur les figures, les éléments indi- viduels d'impact 18 en matière plastique sont réalisés, avec la surface de base, avec une forme de barre allongée de manière à transmettre la force d'actionnement à la partie supérieure plane 30 le long d'une ligne en vue de l'actionnement correct de l'élément tactile pour amener le plot conducteur 34 au contact du plot conducteur 44, l'élément tactile opérant par action brusque ou par réaction tactile. Comme cela a été indiqué ci-dessus, lorsqu'il est souhaitable de remplacer la feuille à éléments tactiles 22 par une feuille à éléments tactiles ayant une autre configuration de réaction tactile ( c'est à dire avec un dimensionnement, une forme ou une matière diffé- rent), on peut encore utiliser la partie supérieure de la touche existante. Il suffit alors de remplacer la feuille d'impact 16 par une autre feuille d'impact en matière plastique comportant des éléments d'impact ayant la forme nécessaire pour actionner les divers éléments tactiles incorporés dans le clavier à touches. En consé- quence, les parties supérieures de touches existantes et également les touches existantes peuvent être utilisées dans la nouvelle configuration de clavier, ce qui évite des frais importants et était auparavant nécessaire pour modifier ou reconcevoir l'ensemble de la partie supérieure de touche. En outre,-l'utilisateur d'un clavier à touches peut maintenant passer d'éléments tactiles métalliques à des éléments tactiles en matière plastique, et inversement, simplement par incorporation de la feuille d'impact appropriétet des éléments d'impact profilés de façon appropriée. Cette souplesse d'adaptation n'est pas exploi- table dans les réalisations connues. REVENDICATIONS 1. Ensemble à contacts, comprenant une première feuille à circuit (40) comportant un premier élément de circuit électrique (44) dans au moins une de ses surfaces, une seconde feuille à circuit (22) comportant un second élément de circuit électrique (34) dans au moins une de ses surfaces, la seconde feuille à circuit (22) étant positionnée par rapport à la première feuille (40) de manière que ledit second élément de circuit (34) soit placé en regard du premier élément mais ne soit normalement pas en contact avec lui, une saillie tactile (24) formée dans ladite seconde feuille à circuit (22), cette saillie tactile (24) dépassant de la première feuille à circuit (40) et contenant au moins une partie dudit second élément de circuit (34) en vue d'établir sélectivement un contact avec ledit premier élément de circuit (40), ensemble caractérisé en ce qu'il comprend une touche (14) espacée de ladite seconde feuille à circuit (22) sur son côté opposé à ladite première feuille à circuit (40) et positionnée de manière à entrer en contact avec et actionner ladite saillie tactile (24) ainsi qu'un élément d'impact (18) qui est positionné entre ladite touche (14) et ladite saillie tactile (24) de façon à tzansmettre une force d'actionnement entre la touche (14) et la saillie (24) pour établir un contact électrique entre lesdits premier et second éléments de circuit avec réaction tactile, ledit élément d'impact (18) étant profilé géométriquement de manière à exercer sur ladite saillie (24) une charge de sollicitation agissant de manière à actionner cette saillie (24) avec réaction tactile. 2. Ensemble à contacts selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen isolant (36) qui est placé entre lesdites première et seconde feuilles à circuit (40, 22), ledit moyen isolant (36) comportant une ouverture (38) qui est alignée avec ladite saillie (24) afin de permettre l'établissement sélectif d'un contact entre lesdits premier et second éléments de circuit (44, 34). 3. Ensemble à contacts selon l'une des revendications ^475288 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite seconde feuille à circuit (22) est constituée par une feuille de matière plastique flexible dans laquelle est formée ladite saillie (24) et en ce que ledit élément d'impact (18) fait partie d'une feuille (16) en matière plastique flexible. 4. Ensemble à contacts selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit élément d'impact (18) est articulé de façon intégrale sur ladite feuille (16) en matière plastique flexible et peut se déplacer par rapport à ladite feuille (16). 5. Clavier à touches, comprenant une première feuille à circuit (40) comportant une pluralité de premiers éléments de circuit (44) dans au moins une de ses surfaces, une seconde feuille à circuit (22) comportant une pluralité de seconds éléments de circuit (34) dans au moins une de ses surfaces, ladite seconde feuille (22) étant positionnée par rapport à ladite première feuille (40) de façon que lesdits seconds éléments soient alignés avec et placés en regard desdits premiers éléments (44), mais normalement sans être en contact avec eux, une pluralité de saillies tactiles (24) qui sont formées dans ladite seconde feuille à circuit (22A, chacune desdites saillies tactiles (24) étant alignée avec un élément de circuit (44), étant écartéesde ladite première feuille à circuit (40) et contenant au moins une partie d'un desdits seconds éléments de circuit (34) en vue d'établir sélectivement un contact avec ledit premier élément de circuit (44), clavier caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de touches (14) qui sont espacées de ladite seconde feuille à circuit (22) sur son côté éloigné de ladite première feuille (40), chaque touche (14) étant alignée avec une desdites saillies tactiles (24) et étant positionnée de façon à entrer en contact avec celle-ci et à l'actionner, ainsi qu'une feuille d'impact (16) positionnée entre lesdites touches (14) et lesdites saillies tactiles (24) pour transmettre des forces d'actionnement desdites touches (14) auxdites saillies (24) en vue d'établir un contact électrique entre lesdits premiers et seconds éléments de circuit avec réaction tactile, ladite feuille d'impact (16) comportant une pluralité d'éléments d'impact (18) qui sont chacun positionnés entre une touche (14) et une saillie alignée (24) et qui sont chacun profilés géométriquement de manière à exercer une charge de solli- citation sur la saillie alignée (24) en vue d'actionner cette saillie avec réaction tactile. 6. Clavier à touches selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un moyen isolant (36) entre lesdites première et seconde feuilles à circuit, ledit moyen d'isolement (36) comportant plusieurs ouver- tures (38) qui sont alignées avec lesdites saillies (24) afin de permettre l'établissement sélectif d'un contact entre des premiers et seconds éléments de circuit qui sont alignés. 7. Clavier à touches selon l'une des revendications - 1 ou 5, caractérisé en ce que ladite seconde feuille à circuit (22) est une feuille de matière plastique flexible comportant les saillies (24) formées dans ladite feuille et en ce que ladite feuille d'impact (16) est constituée par une feuille de matière plastique flexible. 8. Clavier à touches selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chacun des éléments d'impact (18) est articulé intégralement sur ladite feuille d'impact (16) en matière plastique flexible et peut se déplacer par rapport à ladite feuille (16). 9. Clavier à touches selon l'une quelconpe des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ladite feuille d'impact (16) comporte plusieurs fenêtres (20) et en ce que plusieurs éléments d'impact (18) s'étendent de ladite feuille d'impact (16) jusque dans chacune desdites fenêtres (20). 10. Clavier à touches selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que chacune desdites touches. (14) entre en contact avec un élément d'impact aligné (18). 11. Clavier à touches selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que chacune desdites touches (14) comporte une barre d'impact (15) et en ce que chacun desdits éléments d'impact (18) comporte un évidement (19) qui est sollicité par la barre d'impact (15) d'une touche alignée (14).