Brevet FR2563940A1 — publié le 19851108

L'invention part d'un commutateur à bouton-poussoir comportant un élément élastique ayant l'élasticité d'un caoutchouc, avec ou sans plongeur, qui est électriquement conducteur ou pos- sède un grain de contact solidarisé à son c8té intérieur, et qui repose, par son bord extérieur, sur une carte à circuit imprimé flexible, laquelle repose sur une base indéformhable en flexion, et dans lequel l'élément élastique ou le grain de contact établit un contact entre les pistes conductrices de la carte à circuit imprimé. O Des commutateurs à bouton-poussoir du type sus-mentionné sont décrits dans l'article intitulé "Schaltmatten aus Kautschuk" paru dans la publication périodique en langue allemance"Markt & Technik", N 4, 28 janvier 1983, page 20. L'expérience montre qu'une prolongation de la durée de fermeture du contact accroft la fiabilité fonctionnelle. Selon la demande de brevet allemand DE-OS 30 32 557, par exemple, cela est obtenu par le fait qu'à la suite de l'établissement du contact pro- prement dit la course de l'élément élastique ayant l'élasticité d'un caoutchouc comporte une course d'accompagnement. L'dément élasti- que utilisé dans ce cas est toutefois relativement coûteux à fa- briquer et présente une forme et une hauteur qui diffèrent de celles des éléments élastiques courants sans caractéristique de course d'accompagnement. La présente invention a donc pour but de parvenir à un commutateur à bouton-poussoir avec éléments élastiques d'un type courant, en forme de dôme, ayant une telle course d'accompagnement. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la carte a circuit imprimé flexible présente un bombage dans la région de l'élément élastique en forme de dôme. Ce bombage de la plaque à circuit imprimé flexible est avantageusement d'une hauteur telle que ledit grain de contact et les pistes conductrices dans la région du bombage ne se touchent qu'après dépassement du point de résistance dudit élément élastique en forme de dome (l'expression "point de résistance" désignant le point o la résistance à la poussée du commutateur cesse de croître et diminue). Les avantages atteints par l'invention résident en pre- mier lieu en ceci que, du fait du bombage de la carte à circuit imprimé flexible, l'établissement du contact est effectué aDrès environ la moitié de la course de la touche de bouton-pous- soir, de sorte qu'un temps de fermeture de contact défini est assuré. De plus, du fait de l'effet de rappel du bombage de la carte à circuit imprimé, la force de rappel de l'élément élastique dans la condition enfoncée peut être réduite, voire méme supprimée. La courbe de la caractéristique d'évolution de la réaction à l'enfoncemE peut être plus raide, de façon que la variation négative soudaine de cette réaction soit plus prononcée, d'o une meilleure perception de ce que l'actionnement est effectivement réalisé. Les différents objets et caractéristiques de l'invention seront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite A titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures anne- xées qui représentent: - la figure 1, une représentation schématique d'un com- mutateur classique, du type à bouton-poussoir, vu en coupe; - la figure 2a, une vue en coupe d'une représentation schématique d'un boutonpoussoir selon l'invention; - les figures 2b et 2c, le bouton-poussoir selon la fi- gure 2a considéré à différentes étapes d'actionnement, et - la figure 3, le diagramme déplacement-réaction du bouton- poussoir représenté sur les figures 2a à 2c. La figure 1 représente une vue en coupe transversale d'un commutateur à bouton-poussoir, d'un type couramment commercialisé. Un élément élastique 1 en forme de dôme est appliqué par son bord extérieur 2, sur une carte à circuit imprimé flexible 4, laquelle repose à plat sur une base 6 indéformable en flexion. La carte à circuit imprimé 4 est pourvue de pistes conductrices 5. Au zénith de la coupole, l'élément élastique 1 comporte un grain de contact 3 en une matière électriquement con- ductrice, par exemple en caoutchouc (synthétique) au silicone. Sur l'élément élastique en forme de dMme s'applique, sans y être fixé, un plongeur 7 guidé à coulissement vertical dans une plaque de guidage 8. Dans cette réalisation, l'établissement du contact entre le grain de contact 3 et les pistes conductrices 5 n'a lieu qu'à la fin de la course de commande SI. Cela peut conduire à des temps de contact si courts qu'aucune détection fiable n'est assurée. Les figures 2a à 2c montrent un commutateur à touche utilisant un élément élastique 1 identique à celui décrit en consi- dérant la figure 1. La différence réside dans la forme de réalisa- tion de la plaque a circuit imprimé flexible 4. Celle-ci est, dans la région intérieure de l'élément élastique en forme de d6me 1, bombée en Drofil d'assiette. Les pistes conductrices 5 sont agen- cées au milieu du bombage 4a, côté dessus. Grâce au bombage 4a, la course de commande S1 est subdivisée en une course d'approche de contact, S2, et en une course d'accompagnement avec maintien en contact, S3. Comme indiqué par le diagramme "déplacement-force" selon la figure 3, la course d'approche de contact S2 se termine au-delà du point correspondant au maximum fk o la variation de force devient négative,c'est-à-dire qu'à partir du point fk la résistance mécani- que décelable par le dessus 7 de la touche, en déformant le dôme de l'élément élastique, devient subitement plus faible. Immédiatement après cette variation négative soudaine, ressentie comme une indication de l'actionnement, le grain de contact 3 touche les pistes conductrices 5 sur le bombage en forme d'assiette 4a. La situation à cet instant est illustrée par la figure 2b. Pendant la course d'accompagnement avec maintien en contact, S3, jusqu'à la position de mise en butée dans laquelle le milieu du bombage à profil en forme d'!assiette 4a s'applique sur la base 6, comme indiqué sur la figure 2c, la pression augmentant, le maintien du contact entre le grain 3 et les pistes conductrices est assurée. Comme on peut le voir en examinant la figure 3, l'accrois- sement de la pression de contact résulte de ce que le bombage en forme d'assiette 4a est sollicità en pression pendcnt la phase de maintien en contact S3. La force antagoniste agissant sur le des= sus 7 de la touche évolue comme indiqué en trait mixte et possède, à la fin de la course de commande SI, la valeur fL Elle se super- pose à la force élastique de l'élément élastique 1, décroissant sous l'effet de la déformation du dôme, cette dernière force élastique évoluant comme indiqué en tireté, et, à la fin de la course de commande S1, n'a plus que la valeur fs. De la superposi- tion des deux composantes de force fL et fs, il résulte dans le domaine de la course d'accompagnement avec maintien en contact S3, l'évc lution selon le tracé en trait plein, avec une force de rappel fR à la fin de la course de commande S1. Celle-ci est notablement supérieure à ce qui est indispensable, afin que l'élément élas- tique 1 déformé selon la figure 2c revienne de lui-même à la posi- tion initiale selon la figure 2a, lorsqu'on relache la pression exercée sur le dessus 7 de la touche. Il est donc possible de mofi- fier la caractéristique élastique de l'élément élastique 1 de façon que la force de rappel résultante ait la valeur fs. Ainsi, la ca- ractéristique de force devient légèrement plus "raide", ce qui se manifeste avantageusement par un renforcement de la perception tactile témoignant de l'actionnement. Le commutateur à bouton-poussoir peut aussi être utilisé sans le plongeur 7. Dans ce cas, il est opportun que le dessus de l'élément élastique 1 en forme de dôme soit arrondi. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Commutateur & bouton-poussoir comportant un élément élastique ayant l'élasticité d'un caoutchouc, avec ou sans un plongeur, qui est électriquement conducteur ou possède un grain de contact solidarisé à son c6té intérieur, et qui repose, par son bord extérieur, sur une carte à circuit imprimé flexible, la- quelle repose sur une base indéformable en flexion, et dans, lequel l'élément élastique ou le grain de contact établit un contact entre les pistes conductrices de la carte à circuit imprimé, caractérisé en ce que la carte à circuit imprimé flexible (4) présente un bom- bage (4a) dans la région de l'élément élastique (1) en forme de d6me. 2. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel l'élément élastique en forme de dôme possède un point de résistance caractérisé en ce que le bombage (4a) de la plaque à circuit impri- mé flexible (4) est d'une hauteur telle que ledit grain de contact (3) et les Pistes conductrices (5) dans la région du cintre (4a) ne se touchent qu'après dépassement du point de résistance dudit élé- ment élastique en forme de dôme.