Brevet FR2551925A1 — publié le 19850315

Boîtier électrique connectable. La présente invention concere un boîtier électrique connectable et plus particulièrement un boîtier susceptible de renfermer des composants électroniques associés à un ou plusieurs circuits électriques tels que 5 des circuits imprimés pris dlans le sens large du terme, et qui comporte des organes de connexion permettant de connecter ledit boîtier à d'autres circuits ou à d'autres boîtiers appelés d'interconnexion. De tels boîtiers électriques sont générale10 ment utilisés pour la commande d'équipements électriques tels que des essuie-glaces de voitures Ces commandes d'équipements devenant de plus en plus perfectionnées, en raison des exigences de plus en plus grandes des constructeurs d'automobiles en vue d'améliorer le confort15 des usagers, il a été nécessaire d'introduire de nouveaux circuits spécifiques à telle ou telle fonction de la commande Or, la multiplication des circuits entraine une augmentation correspondante du volume nécessaire pour leur logement dans le compartiment moteur de la voiture Tous les efforts tendent actuellement vers une optimisation des circuits électroniques et des composants associés, tout en maintenant un niveau de prix qui ne soit pas prohibitif C'est ainsi qu'on utilise de plus en plus des circuits im25 primés dans de tels boîtiers de commande Les circuits imprimés utilisés peuvent être de différentes sortes, dérivés plus ou moins des circuits imprimés classiques. Un premier type de circuit imprimé consiste en un empilage de plaques de circuits séparées les unes des autres par une feuille isolante accolée de préférence sur une plaque. Un deuxième type de circuit consiste à relier entre eux plusieurs circuits par des conducteurs souples de manière à pouvoir replier le circuit dans plusieurs directions et permettre, ainsi, l'utilisa10 tion d'un plus grand nombre de composants. Les deux types de circuits précités sont 10gés dans un capot, la face d'accès audit capot, le plus souvent le fond, étant ensuite fermée par une plaque de fond rapportée de manière à isoler l'inté15 rieur dudit capot et donc d'isoler lesdits circuits. Outre le fait que les circuits imprimés du premier type doivent présenter des caractéristiques dimensionnelles assez importantes si on veut faire passer des courants élevés, il faut noter que dans tous les 20 cas la fabrication d'un bottier de commande implique la fabrication et l'assemblage d'au moins trois éléments distincts, à savoir le capot, le circuit imprimé dans son sens le plusgénéral, et la plaque de fond Ceci conduit, en fabrication de grandes séries, 25 à un prix de revient non négligeable pour des raisons qu'il est aisé de comprendre. Par circuit électrique, il faut comprendre aussi bien les liaisons électriques et les composants électroniques que des composants électromécaniques 30 comme par exemple des relais et/ou des éléments de connectique. Un but de la présente invention est de réaliser un bottier électrique connectable qui soit plus simple à fabriquer et donc d'un coût de revient plus 35 faible. Un autre but de la présente invention réside dans une nouvelle strubture des circuits électriques qui permette non seulement des épaisseurs importantes de plaques mais encore un pliage dudit circuit dans plusieurs directions et donc plusieurs accès sur plusieurs faces, et également de pouvoir associer, éventuellement, des circuits électriques de structures différentes, en autorisant un empilage de plaques dans l'une des directions par exemple. La présente invention a pour objet un bottier 10 du type comportant un capot de protection, au moins une plaque circuit recouverte d'isolant sur au moins une de ses faces, des espaces dépourvus d'isolant étant ménagés dans la plaque circuit pour permettre une liaison électrique entre le circuit et des compo15 sants électriques ou électroniques, et qui est caractérisé en ce qu'au moins une partie de la plaque circuit revêtue d'isolant sur la face externe constitue le fond du capot de protection. Un avantage de la présente invention réside dans le fait que sous un volume réduit, on peut disposer un grand nombre de circuits accessibles sur plusieurs faces et capables de supporter des courants élevés, tout en ayant la possibilité de réaliser les liaisons électriques avec leur circuit support par 25 une seule opération de soudure à la vague. La présente invention a pour objet également un temporisateur de cadencement pour essuie-glace dont le circuit électronique est simplifié. D'autres avantages et caractéristiques res30 sortiront mieux à la lecture de la description donnée à titre indicatif mais non limitatif de plusieurs modes de réalisation selon l'invention, dans une application d'un temporisateur de cadencement, ainsi que des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe du bottier 2551925 Z selon l'invention avec une plaque support de circuit repliée dans plusieurs directions. La figure 2 est une vue en plan de la face externe d'une plaque support de circuit selon l'inven5 tion. La figure 3 est une vue en coupe suivant IIIIII de la figure 2. La figure 4 est une autre vue en coupe de la plaque support de la figure 2. La figure 5 est une vue en coupe du boîtier selon un autre mode de réalisation comprenant deux types différents de support de circuit. La figure 6 est une représentation du circuit électronique de temporisation de cadencement. Le boîtier, selon l'invention, comprend un capot 1, de forme parallélépipédique par exemple et ouvert sur le fond 2 Le capot est en une matière appropriée isolante telle que de la matière plastique. A l'intérieur du capot 1 est disposé un cir20 cuit imprimé, désigné dans son ensemble par la référence 3 et dont le détail de construction sera donné à l'appui des figures 2 à 4 Le circuit imprimé 3 comprend trois parties 4, 5, 6 situées dans des plans différents définis par deux pliages dans les zones 7 25 et 8 de façon que les parties 4 et 5 soient situées en regard l'une de l'autre, tandis que la partie 6 est dans un plan sensiblement perpendiculaire aux plans des parties 4 et 5 Chacune des parties 4 à 6 du circuit imprimé 3 est revêtue sur au moins une face par un isolant 9 Toutefois l'isolant de la partie 4 est disposé sur la face externe et présente une épaisseur supérieure à celle de l'isolant des parties et 6 La partie 4 et son isolant comportent des moyens pour les rendre solidaires du capot 1 de maniè35 re 2551925, peuvent être constitués par un rebord périphérique ménagé dans l'isolant 9 et s'encliquetant dans une rainure périphérique 11 il ménagée à l'extrémité inférieure des parois latérales du capot 1 Le calage et l'immobilisation de la partie 4 avec son isolant 9 sont également assurés par un appui du rebord 10 sur un rebord interne 12 prévu à la base des parois latérales du capot 1. Des composants électromécaniques et/ou électroniques tels 10 qu'un relais 13, des condensateurs 14 ët des résistances 15 sont connectés aux parties 5 et 6 du circuit imprimé 3. Le circuit imprimé 3 comprend (figures 2 et 3) une plaque métallique 16, d'épaisseur appropriée, dans laquelle sont découpés des circuits 17 délimi15 tant entre eux des passages 18 Le découpage des circuits ou pistes métalliques peut être chimique ou plus économiquement mécanique avec récupération des déchets Les deux faces de la plaque 16 sont recouvertes dans leur majeure partie par un isolant 9 a sauf 20 à certains endroits et notamment autour d'orifices 19 prévus pour le positionnement de broches de connexion 20 (figure 1) ou d'orifices 21 pour la connexion des composants électroniques 13 à 15 à la plaque 16 Pour plus de détail sur la structure de base 25 et le procédé de fabrication d'un tel circuit imprimé on pourra utilement se reporter à une demande de brevet déposée au nom de la demanderesse et relative à un "Circuit imprimé pour courants élevés". Une des caractéristiques de ce circuit impri30 mé réside dans le fait qu'il comprend une partie d'isolant plus épaisse 9 pour constituer le fond du capot 1, les orifices 19 pour le passage des broches ou plus exactement de languettes de connexion plates étant bordés par des parois surélevées 22 qui contribuent à une meilleure rigidification dudit fond de capot tout en assurant un guidage et un maintien desdites languettes 20 Bien évidemment les orifices 19 peuvent être de dimensions différentes, en fonction des dimensions des languettes 20 à connecter 5 avec la plaque 16, comme cela apparaît clairement sur les figures 2 à 4. La plaque 16 est, en outre, dépourvue d'isolant, sur ses deux faces, dans les zones de pliage 7 et 8 de manière à pouvoir obtenir une configuration du circuit imprimé 3 dans plusieurs directions, comme cela ressort de la figure l. En se référant à la figure 4, on peut constater que le circuit imprimé 3 comprend, sur sa face interne par opposition à la face externe sur laquelle 15 est prévue en partie la surépaisseur d'isolant 9, des entretoises 23 et 24; les entretoises 23 sont disposées sur la partie 4 du circuit 3 et dans une direction, tandis que les entretoises 24 sont disposées sur la partie 5 dudit circuit et dans une direction 20 perpendiculaire à celle des entretoises 23, de façon que lorsque le circuit 3 est plié et que les parties 4 et 5 viennent en regard, les entretoises 23 et 24 coopèrent entre elles pour constituer des butées, limitant ainsi un espace entre lesdites parties 4 et 5 De plus, les entretoises 23 et 24 servent à produire un isolement entre les parties 4 et 5 ainsi que le positionnement du circuit 3 dans le capot 1. Enfin, il faut noter qu'avec un tel circuit imprimé 3, les liaisons entre la plaque métallique 30 16 et les éléments de connectique tels que les languettes de connexion 20, ainsi que les composants électroniques, sont faites en un seul passage par un procédé de soudure dit à la vague et décrit dans la demande mentionnée précédemment. Sur la figure 5, on a représenté un autre 35 mode de réalisation de l'invention qui diffère de celui de la figure 1, par le fait que le circuit imprimé 3 ne comporte que les deux parties 4 et 5 avec leurs caractéristiques décrites à l'appui des figures 2 et 4, et par le fait que la partie 6 est constituée 5 par un circuit imprimé classique 25 Dans ce deuxième mode de réalisation, la liaison électrique entre les circuits imprimés 3 et 25 est assurée par une extrémité 26 de la plaque métallique 16 du circuit imprimé 3, ladite extrémité étant repliée de manière à pouvoir 10 être insérée dans ue fnte ( 27) ménagée à cet effet dans le circuit 25 zui est relié au circuit 3 par soudure à la vague en même temps que les composants électroniques et les éléments de connectique Enfin une patte de fixation 28, également prévue pour le boîtier du premier mode de réalisation 15 mais non représentée sur la figure 1, sert à la fixation du boîtier sur un organe de support non représenté. Les deux modes de réalisation du boîtier selon l'invention ne sont pas limitatifs On peut par exemple réaliser un boitier dans le capot duquel on dispose un empilage de plaques circuit dont la nature peut être identique ou différente, les languettes de connexion 20 présentant alors des hauteurs telles qu'à chaque plaque circuit corresponde un type de languettes La soudure des languettes de connexion avec 25 sa plaque correspondante est réalisée par soudure à la vague également En pratique, on réalise la liaison de la plaque de fond avec les languettes de connexion les plus courtes, puis on dispose la deuxième plaque au-dessus de ladite plaque de fond, à une dis30 tance appropriée, et on la soude avec les languettes correspondantes, puis on continue successivement de la même manière avec les autres plaques de l'empilage. On peut également utiliser un circuit imprimé 3 tel que celui représenté sur la figure 1 et relier la partie 5 à un ou plusieurs autres circuits imprimés dont la nature peut être celle justement du circuit imprimé 3 et/ou celle du circuit imprimé 25 représenté sur la figure 5 Toutes les combinaisons de plaques sont possibles dès lors que le fond du capot de protection est constitué par la dernière plaque inférieure de l'empilage, laquelle serait revêtue sur sa face externe par un isolant d'épaisseur appropriée. On pourrait même prévoir dans l'épaisseur d'isolant de la plaque de fond des logements de struc10 ture analogue à celle des logements 19 et dans lesquels on logerait des composants électroniques. Le circuit électronique du temporisateur de cadencement est représenté sur la figure 6, et sera décrit par son fonctionnement. Avant de décrire le fonctionnement du circuit de temporisation, il est nécessaire de rappeler que la commande à petite ou grande vitesse des balais d'essuie-glace est réalisée à partir de moyens séparés et qui se seront pas décrits pour être bien con20 nus des spécialistes. Lorsque le conducteur enclenche la commande de marche cadencee, cela produit la fermeture d'un contact I d'intermittence, reliant ainsi un condensateur C 1 par l'intermédiaire d'une résistance R 1 à la borne positive 30 d'une source d'alimentation Une impulsion de commande est alors délivrée à la base d'un Darlington D, à travers une diode D 1 Le Darlington D étant conducteur, un relais R est actionné et son contact R' bascule, permettant à l'alimentation 12 V d'être reliée au moteur d'essuieglace M qui est mis en rotation Un contact AF ( ArrêtFixe) est relié au moteur, de façon connue en soi, par exemple au moyen d'une came, et passe cycliquement, à chaque tour du moteur M, d'un contact relié à la 35 masse à la borne plus. Pendant la durée du balayage des essuie-glaces, le condensateur C 1 se charge et le Darlington reste alimenté par la résistance R 2 A chaque retour du contact AF à la masse, le potentiel du point A et par suite, par le conden5 sateur C 1 chargé, celui du point B diminue jusqu'à une valeur négative Dans ces conditions, le Darlington se bloque et le relais n'est plus actionné Il faut noter que la mise à la masse d'une résistance R 7 d'un pont R 7-R 8 associé au contact R' accentue encore l'abaissement du 10 potentiel en A. La temporisation de cadencement s'effectue donc par décharge progressive du condensateur C 1 La constante de temps dépend essentiellement de R 2 et C 1. Il va de soi que lorsque le contact I est ouvert, le 15 condensateur C 1 se décharge à travers la résistance R 2 et le Darlington se bloque. Lorsque le conducteur commande l'aspersion de liquide sur une glace à nettoyer, une impulsion électrique est simultanément appliquée au point 31 et la tension appliquée à travers une diode D 3 à un condensateur C 3 permet à ce dernier de se charger et au Darlington D d'être conducteur, ce qui commande, par l'intermédiaire du relais R, la mise en rotation du moteur M La capacité du condensateur C 3 est telle que la décharge progressive 25 à travers R 4 et R 5 permet d'assurer par exemple trois balayages des balais sur la glace. Une caractéristique de ce circuit réside dans le fait que la branche D 3C 3-R 4 est montée sur le circuit principal de temporisation décrit cidessus, permettant ainsi une économie de composants puisqu'il n'y a pas deux circuits distincts On utilise, de ce fait, un seul Darllngton D. Une autre caractéristique dudit circuit réside dans l'adjonction d'une branche électronique C 2-D 4-D 5 35 dont la fonction est explicitée ci-dessous. Lorsque le contact d'intermittence I est ouvert i D 1 ' puis fermé de fagon rapprochée, ou tout au moins lorsque la fermeture suit l'ouverture avant que le condensateur C ne soit totalement déchargé, la reinitialisation de la marche cadencée des balais d'essuie-glace ne devrait pou5 voir être effectuée qu'après la décharge totale du condensateur C 1 En d'autres termes, deux excitations rapprochées du Darlington D sont fonction de l'état antérieur du condensateur C 1 Il s'ensuit une durée brève pendant laquelle les balais d'essuie-glace restent au repos malgré la fermeture du contact I La conséquence en est un manque de confort pour l'usager Pour améliorer donc le confort de l'usager, le circuit comprend un condensateur C 2 et une diode D 4 qui sont montés en parallèle sur la partie du circuit C 1-D 1 Ainsi, lorsque le condensateur se trouve 15 dans un état qui ne permet pas l'excitation immédiate du Darlington D, l'ordre d'excitation, donné par la nouvelle fermeture du contact I, transite par C 2-D 4 qui prend en quelque sorte le relais de C 1-D 1, jusqu'à ce que C 1-D 1 soit à nouveau capable de remplir sa fonction Une diode 20 D 5 permet la décharge rapide du condensateur C 2. Enfin, et bien qu'elle ne soit pas représentée sur la figure 6, une capacité peut être montée en parallèle sur le moteur M pour éviter les parasites, diminuer la production d'étincelles et certains défauts de fonctionnement. 25 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation de l'exemple décrit et représenté elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention. 1 l REVENDICATIONS 1 Boîtier électrique connectable, du type comportant un capot de protection ( 1), au moins une plaque circuit ( 3) recouverte d'isolant ( 9) sur au moins une de ses faces, des espaces dépourvus d'isolant étant ménagés dans la plaque circuit pour permettre une liaison électrique entre le circuit et des composants électriques ou électroniques ( 20), caractérisé en ce qu'au moins une partie ( 4) de la plaque circuit ( 3) revêtue d'isolant ( 9) sur la face externe constitue le fond du capot de protection. 2 Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de plaque ( 4) constituant le fond du capot de protection est revêtue d'une cou15 che d'isolant ( 9) dont l'épaisseur est supérieure à celle de la couche d'isolant ( 9 a) disposée sur le reste de ladite plaque. 3 Boîtier selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque ( 3) est revêtue sur la face interne d'une couche d'isolant ( 9 a), d'épaisseur constante. 4 Boitier selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la couche d'isolant de plus grande épaisseur ( 9) sont ménagés des logements 25 ( 19) bordés par des parois surélevées ( 22) pour le passage et l'immobilisation des languettes de connexion ( 20). Boîtier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaque circuit comprend des zones ( 7, 8) dépourvues d'isolant sur les deux faces, de manière à permettre le pliage de ladite pla5 que le long desdites zones et dans des directions différentes. 6 Boîtier selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque circuit comprend sur la face interne des entretoises isolantes ( 23,24) e facn qe lors10 que ladite plaque est pliée, lesdites entretoises constituent des organes de butée de manière à produire un isolement entre les parties de plaque pliées en regard et à positionner le circuit dans le capot de protection. 7 Boîtier selon la revendication 4, caractérisé en ce que les languettes de connexion ( 20) sont reliées au circuit de la plaque par une soudure à la vague. 8 Boîtier selon l'une des revendications 1 20 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un empilage de plaques circuit et en ce que certaines des languettes de connexion présentent des hauteurs différentes, chaque série de languettes étant affectée à une même plaque circuit dudit empilage 9 Boîtier selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques circuit de l'empilage sont de même nature. Boîtier selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques circuit de l'empilage sont 30 de nature différente. 11 Boîtier selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une première plaque circuit repliable dont une extrémité est dépourvue d'isolant sur les deux faces, et une deuxième 35 plaque circuit de nature différente de ladite première plaque circuit, l'extrémité dénudée de la première plaque étant introduite dans un logement ménagé dans la deuxième plaque circuit et dans lequel est effectuée une liaison électrique entre les circuits élec5 triques des première et deuxième plaques. 12 Boitier selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il constitue un temporisateur de cadencement d'un essuie-glace. 13 Bottier selon la revendication 12, caractérisé en de que le temporisateur comprend un circuit de temporisation d'intermittence et un circuit d'initia lisation monté en parallèle sur ledit circuit d'intermittence et connecté à la base d'un transistor de commande. 14 Boîtier selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce qu'il comprend un autre circuit de temporisation commandé par une pression d'un lave-glace et connecté à la base du transistor de commande.