Brevet FR2514551A1 — publié le 19830415

La présente invention concerne un commutateur plat à points multiples constitué par des feuilles de matière isolante soudées les unes aux autres et comportant des surfaces et des bornes métallisées de contact, plus particulièrement un commutateur de ce type dans lequel, sur la face supérieure d'une feuille inférieure de matière isolante sont disposées plusieurs surfaces de contact et leurs bornes; par-dessus cette feuille inférieure est disposée une feuille centrale de matière isolante comportant des perforations au niveau des surfaces de contact; et pardessus cette feuille centrale perforée est disposée une feuille supérieure de matière isolante elle-même pourvue sur sa face inférieure, et au niveau desdites perforations, de surfaces de contact et de bornes reliées à ces surfaces de contact. Des commutateurs plats à points multiples du type exposé ci-dessus ont déjà été décrits, par exemple, dans les brevets allemands DE-OS 29 02 769, DE-OS 29 03 898 et DE-AS 26 60 067. Ces commutateurs de type plat sont d'utilisation fréquente dans les équipements électroniques, par exemple dans les claviers des calculatrices électriques de poche. Toutefois, les commutateurs plats à points multiples du type classique ne conviennent pas pour certaines applications qui exigent que chaque élément individuel de commutation présente une possibilité de trajet supplémentaire important (dépassement) On entend par là qu'au bout d'un certain trajet de commande, alors que les contacts électriques se trouvent fermés, un enfoncement supplémentaire du dispositif de commande doit encore être possible, c'est-à-dire que le trajet total de manoeuvre du commutateur doit être long. Le trajet que le dispositif de commande est encore capable de parcourir après que les contacts se sont fermés constitue le "dépassement" Un tel dépassement est par exemple nécessaire dans le cas o les commutateurs sont destinés à être actionnés par les touches manuelles d'un instrument de musique Cependant, les commutateurs 251455 1 plats à point i I"ultiples de type classique sont inappropriés pour réaliser un tel dépassement de trajet. L'objet de la présente invention est donc de prévoir un commutateur plat à points multiples du type précité dans lequel les différents éléments de commutation offrent l'avantage d'un dépassement de trajet important. Pour réaliser cet objet, l'invention prévoit un commutateur plat à points multiples dans lequel les différentes surfaces de contact sont disposées sur une seule rangée le long du bord du jeu de feuilles superposées, les bornes associées à ces surfaces de contact étant disposées pratiquement perpendiculairement au bord des feuilles Entre les surfaces de contact, l'ensemble de feuilles superposées est fendu, de telle sorte que les bandes de matière isolante ainsi obtenues, dont chacune comporte un élément de contact, sont susceptibles d'être déplacées les unes par rapport aux autres ou bien par rapport à l'ensemble du dispositif. De plus, ce dispositif est posé, pour le moins en ce qui concerne la zone comportant les fentes, sur un support de mousse en matière plastique, de sorte qu'à l'état de repos il se trouve dans une certaine position bien définie et que, lors de la manoeuvre des différents éléments de commutation, ceux-ci se déplacent sur une profondeur importante, réalisant un dépassement de trajet grâce à leur enfoncement dans la mousse de matière plastique Les fentes réalisées dans le dispositif de feuilles entre les différents éléments de commutation sont nécessaires, car autrement, par suite de la présence du supporten mousse de matière plastique, lors de la manoeuvre d'un élément de commutation c'est l'ensemble du dispositif qui se trouverait déformé, faisant sortir en conséquence les éléments de commutation voisins de leur position initiale de repos. L'utilisation d'un support en mousse de matière plastique pour réaliser un trajet important des contacts des commutateurs électriques a déjà fait l'objet d'une description dans le brevet allemand DE-OS 28 12 006. Avec les commutateurs plats à points multiples du type classique l'utilisation d'un support en mousse de matière plastique pour la réalisation d'un long trajet des contacts n'est toutefois pas possible, pour les raisons soulignées plus haut, et dans ce domaine il fait encore considérer que les éléments de commutation individuels des commutateurs plats de type classique sont pour la plupart disposés en coordonnées. Or, ce n'est qu'un disposant les éléments de commutation le long du bord du dispositif de feuilles superposées, bornes orientées sensiblement perpendiculaire- ment à ce bord, et en prévoyant des fentes entre les éléments individuels de commutation qu'il devient possible, à l'aide d'un support en mousse de matière plastique, de réaliser une profondeur importante de déplacement des contacts, avec dépassement, dans le cas d'utilisation de commutateurs plats. Les commutateurs plats à points multiples de l'invention conviennent particulièrement pour constituer les contacts de touches des claviers manuels des instruments de musique électriques ou électroniques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple de réalisation non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, une vue de dessus d'un commutateur plat à points multiples conforme à l'invention; la figure 2, une vue en coupe d'un commutateur plat à points multiples conforme à l'invention équipé dans le clavier d'un instrument de musique, et à l'état de repos la figure 3, une vue en coupe du commutateur de la figure 2, à l'état de travail; la figure 4, une vue en coupe de la disposition des feuilles superposées constituant le commutateur plat à points multiples de l'invention; les figures 5 et 6, une vue de dessus des motifs utilisés pour la métallisation des feuilles du commutateur de la figure 4. Le commutateur plat à points multiples de l'invention, représenté vu de dessus par la figure 1, est constitué, de manière connue, de trois feuilles de matière isolante soudées les unes aux autres, la feuille inférieure et la feuille supérieure comportant des métallisations ou revêtements métalliques dont une partie forme les contacts du commutateur et une autre partie forme les conducteurs et les bornes reliés à ces contacts Dans le dispositif de feuilles superposées 123, les métallisations de la feuille inférieure et de la feuille supérieure sont disposées sur les faces en regard et, au niveau des éléments individuels de commutation, elles se trouvent face à face Entre les feuilles inférieure et supérieure de matière isolante est disposée une feuille de matière isolante sans métallisation qui, au niveau des éléments individuels de commutation, est pourvue de perforations ou trous Si l'on exerce une pression sur la feuille supérieure de matière isolante, cette feuille s'infléchit sous la pression, s'enfonçant jusqu'à ce que ses surfaces de contact aillent toucher les surfaces correspondantes de la feuille inférieure de matière isolante, établissant ainsi le contact électrique de l'élément individuel de commutation Pour réaliser cet effet il faut que le système de feuilles superposées soit disposé sur un support rigide Dans le cas o le support serait flexible, c'est tout l'ensemble du système de feuilles qui s'infléchirait sous la pression, ce qui aurait pour conséquence non seulement de faire sortir les éléments de commutation voisins de leur position initiale mais, dans certains cas, d'empêcher la feuille supérieure, par suite de la rigidité de l'ensemble du système de feuilles, d'être enfoncées fond jusqu'au point d'établis- sement du contact. Dans le commutateur plat à points multiples de l'invention, les surfaces individuelles de contact 23 -'4551 Il à 13 sont disposées sur une seule rangée le long du bord 9 des feuilles superposées 123 Les bandes métallisées constituant les conducteurs et les bornes , 35 de connexion des surfaces de contact sont disposées pratiquement perpendiculairement au bord 9 du dispositif de feuilles superposées 123 Ce dispositif comporte des fentes à partir du bord 9 de sorte que les éléments individuels de commutation peuvent être déplacés chacun par rapport aux autres et par rapport à l'ensemble du dispositif de feuilles superposées 123 Sur la figure 1, ces fentes sont indiquées par la référence numérique 4. C'est uniquement grâce à ces dispositions qu'il est devenu possible d'équiper le commutateur plat à points multiples sur un support en mousse de matière plastique permettant de réaliser une course profonde de l'élément de commutation avec dépassement du point de contact. D'après la représentation en coupe des figures 2 et 3, on voit comment un commutateur plat à points multiples conforme à l'invention peut être monté dans un clavier. Sur la figure 2, le montage est représenté à l'état de repos tandis que sur la figure 3 il est représenté à l'état de travail Dans ce cas, le - dispositif de feuilles superposées 123 est disposé, pour le moins au niveau des fentes, sur un support de mousse en, matière plastique 6 Le support 6 est appliqué, à titre d'exemple, sur le fond 7 du clavier Audessus du dispositif de feuilles superposées 123 se trouve une touche de clavier 8 qui, sur sa face inférieure, comporte un doigt de commande 5 Le doigt 5 adopte une position bien définie par rapport aux éléments individuels de contact. Ceci sera décrit de manière plus détaillée par la suite, à l'aide des figures 4 à 6 Comme on le voit sur la figure 3, lors de la manoeuvre d'une touche 8, le doigt de commande 5 appuie sur l'une des bandes contenant les surfaces de contact, enfonçant ainsi la feuille supérieure jusqu'à ce que sa surface de contact vienne toucher la surface de contact correspondante de la feuille inférieure. 251455 1 Grâce au support de mousse en matière plastique 6, f-a touche de clavier 8 peut encore être déplacée plus avant sur une certaine profondeur, trajet de dépassement au cours duquel le support 6 se trouve comprimé Du fait des fentes séparant les éléments individuels de contact, les autres contact situés au voisinage de l'élément actionné ne se trouvent pas affectés par ce déplacement. Dès que l'on relâche la pression exercée sur la touche 8, le bloc de mousse de matière plastique 6 reprend sa forme initiale par élasticité, ramenant la languette découpée dans le dispositif de feuilles superposées 123 dans sa position originale. La figure 4 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un commutateur plat à points multiples conforme à l'invention, tandis que les figures 5 et 6 représentent des vues de dessus des surfaces de contact associées dans un tel commutateur. Le commutateur plat à points multiples représenté par la figure 4 est constitué par la feuille 1 pourvue de surfaces métalliques, la feuille 2 percée de trous, et la feuille 3 également pourvue de surfaces métalliques, ces trois feuilles étant soudées ensemble, au moyen d'un adhésif par exemple Pour réaliser un tel commutateur du type plat, on prévoira sur l'une et l'autre face de la feuille 2 non métallisée des couches adhésives 21 et 22 Il suffit alors de placer les surfaces métalliques prévues en même temps que les feuilles 1 et 3 d'un côté et de l'autre de la feuille 2, et de les presser contre l'adhésif Au niveau des surfaces de contact, la feuille 2 est percée de trous 23. Le contact électrique entre les surfaces de contact des feuilles 1 et 3 s'établit lorsqu'on exerce une pression sur la feuille 3, comme indiqué par une flèche sur la figure 4 Il a été constaté qu'en ce point la feuille 3, et aussi la feuille 1, sont soumises à un effort mécanique particulier On a donc grand intérêt à garder les feuilles exemptes de revêtement métallique à ce niveau Le motif de la surface de contact de la 44551 feuille supérieure 3 (figure 5) ainsi que le motif de la surface de contact de la feuille inférieure 1 (figure 6) ont donc été conçus chacun avec une région non métallisée respective 34 et 14 au point central de l'élément de commutation, là o s'exerce la plus grande partie de l'effort de pression. En outre, il s'est révélé extrêmement intéressant pour réaliser un support efficace et uniforme des feuilles- 3 et 1, de prévoir au bord du trou 23 aménagé dans la feuille 2, c'est-àdire sur les feuilles 1 et 3, des revêtements métalliques disposés en anneau au bord du trou. Cette métallisation annulaire de la feuille supérieure 3 est indiquée sur la figure 5 par la référence numérique 33, tandis que la métallisation correspondante de la feuille inférieure l est indiquée sur la figure 6 par la référence numérique 13 Comme on peut le voir sur la figure 4, ces deux métallisations 13 et 33 se trouvent l'une au-dessus de l'autre sur le bord du trou 23 aménagé dans la feuille 2. Naturellement, comme le montre la figure 5, cet anneau peut être interrompu dans les cas o les contacts doivent être reliés à deux bornes distinctes-35 Ainsi, dans la disposition de contact de la figure 5, c'est chaque fois deux surfaces de contact 31 qui sont reliées chacune à une partie de l'anneau 33. De même, dans la disposition de contact de la figure 6 située sur la feuille inférieure 1, la surface de contact 11, qui dans le cas représenté est de forme annulaire, peut être subdivisée en deux parties ou davantage, de sorte qu'il faut aussi subdiviser l'anneau 13 en conséquence, chaque partie de l'anneau étant alors pourvue d'une borne 15 distincte. On a trouvé qu'il était intéressant de donner aux surfaces de contact 31 disposées sur la feuille supérieure 3 la forme de languettes disposées en croix Si, dans ce cas, deux contacts doivent être établis par l'élément de commutation, on relie de manière appropriée deux languettes de contact 31 situées en regard à deux bornes 35 différentes L'anneau 11 formant partie de la 2 5 1 4 5 5 1 surface de contact de la figure 6 peut servir de pont de contact aux quatre surfaces de contact 31 de la figure 5, mais il peut tout aussi bien être conçu avec une borne supplémentaire telle que celle représentée en 15 sur la figure 6. On s'est en outre aperçu que les conducteurs électriques 32 nécessaires pour relier les surfaces de contact 31 de la figure 5 à l'anneau 33 subissent une contrainte mécanique très forte lorsque la feuille 3 s'infléchit sous l'effet de la pression exercée pour établir le contact Afin d'éviter que les conducteurs 32 puissent être interrompus par suite de l'infléchissement de la feuille 3, ils ne sont pas disposés radialement mais sous un angle aussi grand que possible par rapport aux-rayons partant du point central de la surface exempte de métallisation 34 Il est particulièrement intéressant de disposer ces conducteurs 32 en spirale comme représenté sur la figure 5 Ceci réduit grandement le risque d'une interruption de conducteur suscep-ibie d'être provoquée par l'effort d'expansion auquel est soumise la feuille 3 au cours de la manoeuvre de l'élément de commutation. Les commutateurs multiples prévus par la présente invention conviennent particulièrement pour l'établissement des contacts de touches des instruments de musique électriques. Il reste bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 254 4551 REVENDICATIONS 1 Commutateur plat à points multiples constitué par des feuilles de matière isolante soudées les unes aux autres et comportant des surfaces de contact et des bornes métallisées, parmi lesquelles une feuille inférieure comporte sur sa face supérieure plusieurs surfaces de contact et leurs bornes, une feuille centrale disposée par-dessus la feuille inférieure est percée de trous au niveau desdites surfaces de contact, et une feuille supérieure disposée par-dessus la feuille centrale est elle- même pourvue sur sa face inférieure et au niveau desdits trous, de surfaces de contact et de bornes reliées à ces surfaces de contact, caractérisé par le fait que les surfaces de contact ( 11, 31) sont disposées sur une seule rangée le long du bord ( 9) du dispositif de feuilles superposées ( 123), que les bornes ( 15, 35) reliées aux surfaces de contact ( 11, 31) sont orientées pratiquement perpendiculairement audit bord ( 9), que ledit dispositif de feuilles superposées ( 123) comporte à partir du bord ( 9) des fentes ( 4) séparant lesdites surfaces de contact ( 11, 31), et qu'au moins dans la zone o sont réalisés ces fentes le dispositif de feuilles superposées ( 123) repose sur un support en mousse de matière plastique ( 6). 2 Commutateur plat à points multiples conforme à.la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites surfaces de contact ( 11, 31) sont conçues, au niveau du centre des trous ( 23) de la feuille perforée ( 2), avec une région exempte de métal ( 14, 34). 3 Commutateur plat à points multiples conforme à l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les parties des conducteurs ( 32) situées au niveau des trous ( 23) de la feuille perforée ( 2) et reliées aux surfaces de contact ( 31) prévues sur la face inférieure de la feuille supérieure ( 3) sont orientées sous un certain angle par rapport aux rayons partant du centre de ladite région exempte de métal ( 34). 4 Commutateur plat à points multiples conforme à la revendication 3, caractérisé par le fait qu'au niveau des trous ( 23) de la feuille perforée ( 2), lesdits conducteurs ( 32) reliés aux surfaces de contact ( 31) sur la face inférieure de la feuille supérieure ( 3) sont disposés en spirale (figure 5). Commutateur plat à points multiples conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdites surfaces de contact ( 11, 31) sont reliées à des métallisations ( 13, 33) radialement ou cir- culairement interrompues et disposées concentriquement auxdits trous ( 23) de'la feuille en matière isolante perforée ( 2), mais hors des limites de ces trous ( 23). 6 Commutateur plat à points multiples conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que lesdites surfaces de contact ( 31) situées sur la face inférieure de la feuille supérieure de matériau isolant ( 3) ont la forme de languettes et sont disposées en croix (figure 5). 7 Commutateur plat à points multiples conforme à la revendication 6, caractérisé par le fait que deux surfaces de contact ( 31) disposées en regard sont chaque fois reliées à une borne différente ( 35). 8 Commutateur plat à points multiples conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les surfaces de contact ( 11) situées sur la face supérieure de la feuille inférieure de matériau isolant ( 1) ont une forme en anneau ou en partie d'anneau (figure 6). 9 Commutateur plat à points multiples conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que pour chaque surface de contact ( 11, 31) il est prévu un doigt de commande ( 5) se déplaçant pratiquement perpendiculairement au dispositif de feuilles superposées ( 123) et qui, au niveau des régions centrales exemptes de métal ( 14, 34) desdites surfaces de contact ( 11, 31), est capable de comprimer le dispositif de feuilles superposées ( 123) suffisamment profondément pour que 4551 les surfaces de contact ( 11, 31) disposées en vis-à-vis sur' lesdites feuilles inférieure et supérieure de matière isolante ( 1 et 3) viennent respectivement en contact. Utilisation du commutateur plat à points multiples revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour servir de contacts de touches dans les instruments de musique électriques.