Brevet FR2518334A1 — publié le 19830617

Clavier électrique à commande magnétique La présente invention concerne les claviers électriques à commande magnétique dans lesquels l'actionnement des touches entraSne des variations magnétiques qui engendrent ou modifient des signaux électriques dans des conducteurs. Les claviers électriques à commande magnétique se sont longtemps vu préférer les claviers dans lesquels une continuité électrique est obtenue par mise en contact d'éléments conducteurs dans la mesure où les premiers nommés exigent l'emploi d'une électronique dont on peut se dispenser avec les seconds, toutefois cet inconvénient disparaît pratiquement à partir du moment où l'usage principal des claviers devient la commande de circuits électroniques ou de mécanismes contrôlés par des circuits électroniques. En effet les claviers à commande par mise en contact d'éléments conducteurs ont pour inconvénient spécifique autre sensibles à l'usure et à la corrosion au niveau des zones de contact Si des précautions telles qu'un encapsulage en atmosphère inerte ne sont pas prévues. Ceci est partîculier-ement genant pour des applications à longue durée de vie potentielle et/ou à utilisation intensive. De plus l'emploi grandissant des claviers électriques de commande pour des appareillages de plus en plus divers conduit à rechercher à les produire plus économiquement en les simplifiant de manière à permettre l'automatisation de leur fabrication et à obtenir une fiabilité accrue. En ce but, la présente invention propose un clavier à commande magnétique dans lequel l'act40nnement des touches entraîne des variations magnétiques engendrant ou modifiant des signaux électriques dans des conducteurs et plus particulièrement un clavier à commande par induction électromagnétique fiable et de constitution simple. Selon une caractéristique de l'invention le clavier comporte essentiellement une plaque aimantée multipolaire sur laquelle est disposée une nappe inductive de conducteurs elle même recouverte par une pluralité de palettes magnétiques qui sont actionnées par les touches de manière à engendrer ou modifier un signal électrique dans au moins un conducteur dont une partie est placée en regard d'une palette lorsque cette palette est mue par une touche. Selon une caractéristlque de 11 invention chaque palette est mobile autour d'un axe situé sur un de ses bords parallèlement à la plaque aimantée de manière à se déplacer entre une position de repos pour laquelle elle est magnétiquement appliquée contre cette plaque aimantée et une position ouverte dans laquelle elle est obliquement disposée par rapport à ladite plaque aimantée, lorsqu'elle est actionnée par la touche qui lui est associée. Selon une caractéristique de l'invention le clavier comporte une plaque en matériau magnétique non rémanent appliquée contre la plaque aimantée de l'autre côté de cette plaque aimantée par rapport aux palettes qui sont également en matériau magnétique non rémanent. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront décrits au cours de la description suivante en relation avec les figures répertoriées ci-dessus. La figure I présente un schéma d'un clavier électrique à commande magnétique selon l'invention, sur lequel onn'aconservé que quelques touches, leur support et quelques palettes pour faciliter la compréhension. La figure 2 présente une variante du clavier presenté à la figure 1, en vue éclatée avec arrachement partiel. Le clavier électrique à commande magnétique présenté à la figure I est du-type dans lequel l'actionnement de touches 1, telles que celles symbolisées en 1A4, 134 ou 1C4, entre des variations magnétiques qui engendrent au modifient des signaux électriques dans des conducteurs électriques 2 tels 2LA ou 2C1. En ce but les touches agissent sur des palettes magnétiques 3 telles 3A1, 3C3 ou 3C4, qui sont disposées sur une plaque aimantée multipolaire 5 recouverte dtau moins-une nappe inductive 6 de conducteurs 2, telle les nappes 6L et 6C composées respectivement des conducteurs 2L et 2C, tels 2LA ou 2C1. Dans la réalisation présentée les palettes magnétiques 3 sont appliquées par attraction magnétique contre la plaque aimantée multipolaire 5 éventuellement couverte par une ou des nappes inductives 6 alors insérées entre elle et les palettes. Chaque palette magnétique 3 est dotée d'un bras de manoeuvre 8 au moins partiellement oblique par rapport à la palette, tel 8C4 pour la palette 3C4. Ce bras 8 prend naissance sur l'un des bords de la palette qui forme un axe de rotation 9, tel 9A1, parallèle-à la plaque aimantée sur lequel ce bord prend appui. La palette 3 est donc susceptible de passer de sa position de repos pour laquelle elle est appliquée magnétiquement contre la plaque aimantée 5 à une position dans laquelle elle est obliquement positionnée par rapport à cette plaque aimantée 5. Ainsi l'appui d'un touche 1 sur le bras de manoeuvre 8 d'une palette 3 déclenche le décollement de cette palette 3 lorsque la force appliquée au moyen de la touche 1 est suffisante pour vaincre l'attraction magnétique entre la palette 3 et la plaque aimantée 5. Bien que les mouvements d'une palette puissent être utilisés pour modifier les caractéristiques de signaux électriques établis dans les conducteurs placés sous cette palette actionnée, l'invention sera essentiellement décrite en utilisant les palettes pour créer une force électromotrice par induction électromagnétique dans les conducteurs placés sous la palette actionnée. En ce but chaque palette magnétique 3 est par exemple constituée totalement ou partiellement en matériau magnétique rémanent disposé de manière à coopérer avec les aimants élémentaires de la plaque aimantée multipolaire 5. Bien entendu ou peut aussi coller des éléments magnétiques rémanents sous les palettes pour obtenir ce résultat. Toutefois dans une variante préférée de palette selon l'invention chaque palette 3 est constitué en un matériau magnétique non rémanent. De plus l'on dispose une plaque 7 également en matériau magnétique non rémanent de l'autre côté de la plaque aimantée 5 par rapport aux palettes de manière à boucler les circuits magnétiques établis autour des aimants élémentaires de la plaque aimantée 5 via les palettes 3 et la plaque 7, et à former un écran magnétique autour de cette plaque 5. Les palettes 3 et la plaque 7 sont réalisées en matériau magnétique non rémanent de faible épaisseur, ceci étant rendu possible par le choix d'une plaque aimantée (5) multipolaire, évitant la saturation magnétique rencontrée avec les éléments magnétiques concentrés. Ceci permet également d'alléger la plaquette, d'accélérer son mouvement, et d'améliorer la diaphonie entre palettes. De plus le matériau magnétique non rémanent constituant chaque palette 3 est choisi pour présenter une bonne élasticité, c'est par exemple une tôle, de manière que le décollement de la palette lors de l'enfoncement de touche et son retour lors du relâchement soit rendu brusque par effet de ressort de chaque palette 3 par rapport à son bras de manoeuvre 8. Ceci permet d'augmenter la force électro-motrice induite, de rendre sensible l'actionnement pour les utilisateurs et de rendre les mouvements relativement indépendants de la manière dont l'utilisateur manie la touche. Ceci permet également d'obtenir un clavier insensible aux choos et aux vibrations qui sont généralement insuffisantes pour atteindre la force nécessaire au déeollement des palettes, une quasiinsensibilité étant obtenuesi-on équilibre la palette avec le bras de manoeuvre et la touche. Dans une variante de clavier selon l'invention les bras de manoeuvre 8 viennent se positionner au-dessus de la palette adjacente, telle la partie coudée du bras 8C3 au-dessus de la palette 3C3 de manière à réduire les dimensions extérieures du clavier, étant entendu que le blocage de la palette 3C3 par le bras de manoeuvre 8C3, lorsqutil est activé, est pratiquement sans inconvénient dans la plupart des claviers à commande matricielle dans lesquels l'on ne peut actionner simultanément et efficacement deux touches. Bien entendu on dispose fes conducteurs 2 de manière à obtenir une efficacité maximale selon les méthodes de réalisation bien connues des circuits inductifs, ou utilise par exemple une disposition des conducteurs dite grecque dans laquelle il n'y a aucun recouvrement de conducteurs de la meme nappe. Dans le cas d'un clavier matriciel, au moins une nappe 6 dessert chaque direction orthogon-le de touches, l'on a donc au moins autant de conducteurs dans une nappe qu'il y a de lignes de matrice, ainsi que le symbolise les trois conducteurs 2LA, 2LB, 2LC de la nappe 6L et il y a au moins autant de conducteurs dans une autre nappe qu'il y a de colonnes de matrice ainsi que le symbolisent les conducteurs 2C1 à 2C4 de la nappe 6C. Les nappes 6 sont par exemple réalisées sous forme de film, dans une variante préférée de l'invention ces nappes sont réalisées par dépôt sur la plaque aimantée 5, par exemple par sérigraphie multicouche et on réalise des plots de connexion tels 1OLA ou 10C1 permettant de relier ces conducteurs à l'électronique associée qui n'est pas figurée ici dans la mesure ou elle est classique. On notera d'ailleurs que les composants de cette électronique peuvent aussi être disposés sur le matériau isolant de la plaque aimantée 5. La plaque aimantée 5 est préférablement constituée par un matériau isolant dans lequel est noyée de la poudre magnétique, ce peut être notamment un élastomère magnétique ou un verre. La sérigraphie s'effectue éventuellement sur les deux faces de la plaque aimantée 5 si l'on désire isoler électriquement deux nappes 6 d'une manière importante, notamment si l'une d'entre elles doit supporter des tensions élevées qui ne doivent pas pouvoir etre eoaxuniciuées par conduction à l'autre La plaque aimantée 5 peut également être réalisée directement sur la plaque magnétique 7 sous forme d'un revêtement étalé, pressé ou laminé. Quel que soit le principe de réalisation de la plaque aimantée 5, celle-ci est préférablement conçue de manière à comporter une pluralité d'aimants disposés en bandes parallèles. Selon une variante ces bandes sont parallèles à l'un des axes d'alignement des conducteurs, de manière que deux bandes adjacentes soient de polarités magnétiques différentes, ainsi que le symbolise les indications N et S figure 1; des circuits magnétiques se fermant ainsi entre deux aimants via d'une part la plaque magnétique non rémanente 7 et d'autre part chaque palette 3. Dans une forme préférée de réalisation, chaque palette chevauehe une portion d'au moins une paire de bandes magnétiques adjacentes de polarités opposées. Selon une autre variante les bandes aimantées sont générées par application d'un courant d'aimantation aux conducteurs 2 lors de la fabrication du clavier. Le positionnement des palettes sur la plaque aimantée est susceptible d'être effectué simplement, par exemple paF coopération de picots, tels que 11au, placés aux extrémités de l'axe de rotation de chaque palette 3, avec des ouvertures ménagées dans la "plaque aimantée 5 pour assurer le positionnement des palettes, ou encore par un axe commun aux palettes d'une meme ligne. Dans la mesure où l'on désire obtenir un clavier étanche les touches 1, dont une représentation symbolique est donnée sur les figures 1 et 2, peuvent être réalisées sur une couche dlun matériau souple étanche portant des portées d'appui rapportés sur ou réalisées dans le matériau souple au droit de l'extrémité libre des bras de manoeuvre. Toutefois l'emploi de touches 1, en matériau isolant rigide, montées dans une plaque perforée selon la technique usuelle est également possible et l'on s'arrange alors pour calculer les bras de manoeuvre 8, la position d'appui des touches 1 sur ces bras et le poids des touches pour obtenir le rappel magnétique des touches en position de repos par attraction magnétique des palettes 3 par la plaque aimantée 5. Ceci permet d'obtenir un clavier de faible hauteur, très simple à réaliser industriellement. Toutefois cette réalisation qui permet de réaliser aisément un clavier linéaire, exige encore plusieurs opérations de montage dans le cas de claviers matriciels La variante présentée à la figure 2 se différencie de la variante présentée à la figure 1 par le mode de réalisation des palettes et de leurs bras de manoeuvre. En effet la réalisation de la plaque aimantée 5 et des nappes inductives 6 s'effectue de la meme manière que pour la réalisation précédente. Selon l'invention telle que présentée en figure 2, les palettes 3 sont découpées avec leurs bras de manoeuvre 8 dans une plaque en matériau magnétique non rémanent 12 dans laquelle elles viennent se loger au repos, lorsqu'elles sont appliquées sur la plaque aimantée 5. De plus chaque palette 3 reste reliée sans discontinuité à la plaque 12 par une barre de torsion lui servant d'axe 9 de rotation. Dans la forme de réalisation présentée les palettes 3 sont de forme rectangulaires et le bras de manoeuvre 8 d'une palette est découpé sur un bord d'une palette voisine du même alignement, par exemple de colonne, tel le bras de manoeuvre 8B2 de la palette 3B2 dans le bord le plus avant de la palette 3A2 sur la figure 2. Des bandes 13, ici parallèles aux colonnes telles 13A ou 93AB, et des barres de torsion 9 qui leur sont perpendiculaires telles 9A2 ou 9B2, sont ainsi ménagées entre palettes voisines. Dans la forme de réalisation choisie la barre de torsion 9 d'une palette 3, telle 9C2 pour 3C2, pretd naissance sur une bande 13--située sur un c8té de la palette et est reliée au niveau de la jonction palette-bras de manoeuvre sur l'autre côté de cette palette telle la barre 9C2 issue de la bande 13A à l'arrière de la palette 9D2 qui est reliée à la jonction du bras 8D2 et de la palette 3D2 à l'avant de cette palette sur la figure 2. Ceci permet d'obtenir un effet de rappel élastique tendant à assurer une action brusque tant au décollement de palette qu'au collage, en donnant une meilleure sensation tactile, une meilleure force électromotrice et une relative indépendance vis-è-fls de la manière dont l'utilisateur appuie la touche. il est clair que la réalisation des palettes et de leurs bras de manoeuvre est aisée à obtenir industriellement par une opération classique de découpe avec peu de déchets et une opération de cambrage des bras, l'une et l'autre pouvant s'effectuer en continu sur une ligne de production. De plus l'ensemble obtenu constitue un écran magnétique quasi continu au-dessus de la plaque aimantée. La réalisation d'un clavier s'en trouve ainsi très simplifiée dans la mesure ou le positionnement des palettes 3 sur la plaque aimantée 5 peut s'effectuer par simple application sur cette plaque 5 de la plaque 12 auxquelles les palettes restent attachées, un guidage minimum des plaques 5 et 12 étant assuré par exemple par emboîtage dans un cadre non figure, portant le support de touches 1, également non figuré. REVENDICATIONS 1/Clavier électrique à commande magnétique dans lequel l'actionnement des touches (1) entraine des variations magnétiques qui engendrent ou modifient des signaux électriques dans des conducteurs, caractérisé en ce qu'il comporte une.plaque aimantée multipolaire (5) sur laquelle est disposée au moins une nappe inductive (6) de conducteurs(2) elle même recouverte par une pluralité de palettes magnétiques (3) individuellement mues par les touches (1) de maniere à engendrer ou modifier un signal électrique dans au moins un conducteur (2) dont une partie est placée en regard d'une palette (3) lorsque cette palette (3) est mue par une touche (1). 2/ Clavier électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque palette (3) est mobile autour d'un axe (9È situé sur un de ces bords parallèlement à la plaque-aimantée (5) de manière à se déplacer entre une position de repos pour laquelle elle est plaquée magnétiquement contre cette plaque aimantée (5) et une position ouverte, commandée par la touche (1) associée,. dans laquelle elle est obliquement disposée par rapport à ladite plaque aimantée (5). 3/ Clavier électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque (7) en matériau magnétique non rémanent appliquée contre la plaque aimantée (5) de l'autre côté de cette plaque (5) par rapport aux palettes (3) et en ce que les palettes (3) sont en matériau magnétique non rémanent. 4/ Clavier électrique selon la revendication 1, caractérisé én ce que les palettes (3) sont découpées dans une plaque (12) en matériau non rémanent dans laquelle elles viennent se loger au repos de manière a former un écran magnétique au-dessus de la plaque aimantée (5). 5/ Clavier -de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque palette (3) comporte un bras oblique de manoeuvre (8) sur lequel prend appui la touche (1) actionnant cette palette (3), ce bras de manoeuvre (8) étant situé de l'autre côté de l'axe (9) de cette palette (3) par rapport à elle et- formant levier pour décoller la palette (3) de la plaque aimantée (5) lorsque la touche (1) est enfoncée. 6/ Clavier de commande selon la revendication 5 dans lequel les palettes (3) et leurs bras de manoeuvre (8) sont en un métal formant ressort de manière à obtenir une action brusque tant au décollement d'une palette (3) de la plaque aimantée (5) à l'enfoncement de touche (1) qu'au collage de cette palette (3) sur la plaque aimantée (5) au relâchement de touche (1). 7/ Clavier de commande selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que chaque palette (3) est reliée sans discontinuité à la plaque (12), dont elle est issue, par une barre de torsion lui servant d'axe (9), qui est découpée dans ladite plaque (12) avec cette palette (3) et son bras de manoeuvre (8). 8/ Clavier de commande selon la revendication 5, à touches alignées, caractérisé en ce que les bras de manoeuvre (8) des palettes (3) des touches (1) sont disposés chacun au-dessus d'une palette (3) adjacente selon un sens d'alignement, sauf à une extrémité des alignements. 9/ Clavier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque aimantée (5) est constituée par un matériau isolant dans lequel de la pcudre magnétique rémanente est noyée de manière à former des bandes parallèles à polarités magnétiques alternées, et en ce que chaque palette (3) chevauche une portion d'au moins une paire de bandes adjacentes. 10/ Clavier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque aimantée (5) est constituée par un matériau isolant dans lequel de la poudre aimantée est noyée et en ce qu'elle comporte des bandes aimantées parallèles aux conducteurs (2) et générées au moyen de ces conducteurs (2) par application d'un courant d'aimantation. 11/ Clavier de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les nappes inductives (6) de conducteurs (2) sont obtenues par dépôt en surface de la plaque aimantée (5) constituée par un matériau isolant dans lequel est noyée de la poudre magnétique. 12/ Clavier de commande selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque aimantée (5) et la ou les nappes inductives (6) sont successivement réalisées par dépôt sur la plaque magnétique non rémanente (7) destinée à être disposée de l'autre côté de la plaque aimantée (5) par rapport aux palettes (3). 13/ Clavier de commande selon l'une des revendications 9, 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une nappe inductive (8) sur chaque face de la plaque aimantée (5) qui assure l'isolement galvanique entre nappes (8) de faces différentes.