Brevet FR2581475A1 — publié le 19861107

Touche multicontact à contacts différés. La présente invention concerne une touche multi- contact à contact différé comprenant une première feuille isolante pourvue d'un premier circuit conduc- teur sur l'une de ses faces, une seconde feuille en matière isolante pourvue d'un premier circuit conduc- teur sur l'une de ses faces, lesdites première et seconde feuilles étant superposées de manière que lesdits premiers circuits conducteurs se trouvent l'un en face de l'autre, une feuille intercalaire en matière isolante placée entre lesdites première et seconde feuilles et pourvues d'une ouverture au niveau des circuits conducteurs pour permettre d'établir, par pression, une contact mécanique et électrique entre ceuxci. L'invention prévoit également un clavier ccnstitué de plusieurs touches multicontact de ce genre. Des touches de ce genre, mais à contact simple, sont connues d'après le document FR-A-8301779. Dans certaines applications, comme p.ex. en téléphonie ou dans le domaine informatique, il est souhaitable de réaliser deux contacts successifs par une seule pression ponctuelle. Ces contacts doivent, en outre, être tou- jours établis dans le même ordre. Pour réaliser de telles touches, dites touches multicontact, on a, jusqu'à présent, simplement prévu un empilage de deux touches à contact simple du genre décrit dans le docu- ment précité. Autrement dit, les touches multicontact connues comportent une première paire de feuilles, chacune avec un contact électrique, disposées l'une en face de l'autre et séparées par une première feuille inter- calaire avec une ouverture au niveau des contacts et une seconde paire de feuilles adjacente à la première avec des contacts électriques disposés l'un en face de l'autre, en registre avec ceux de la première et séparés également par une seconde feuille intercalaire avec une ouverture. Cette structure stratifiée de six -2- couches superposées a donc été conçue dans l'intention de fermer un premier contact électrique dans la première paire de feuilles, suivie de la fermeture du contact électrique de la deuxième paire de feuilles par intensi- fication de l'effort de pression. Ce genre de touches multicontact présente toute- fois plusieurs inconvénients. En effet, étant constituée de six couches superposées, toute la structure doit être écrasée pour assurer la fermeture des deux contacts, ce qui nécessite une certaine force manuelle. Par ailleurs, cette structure n'offre pas suffisamment de garanties pour que la fermeture des deux contacts soit toujours réalisée dans le même ordre. En effet, il est possible, p.ex. par suite d'une diminution de la résistance mécanique de l'une des couches et/ou d'une pression excentrique sur la structure, que les contacts ne soient pas différés, c. à.d. soient fermés simultanément ou qu'ils soient fermés dans l'ordre inverse de celui qui a été prévu. Il est évident que si ce phénomène se manifeste, les touches, ou le clavier qu'elles consti- tuent, devient inutilisable. Le but de la présente invention est de prévoir une touche multicontact plus simple et plus fiable du point de vue fonctionnement, ainsi qu'un clavier consti- tué de telles touches multicontact. Pour atteindre cet objectif, la touche multicontact à contact différé proposée par l'invention est essen- tiellement caractérisée en ce que la première et la seconde feuille comportent, chacune, un second circuit conducteur, qui s'étend autour du premier circuit, mais qui en est isolé électriquement, en ce que lesdits se- conds circuits sont disposés l'un en face de l'autre, en ce que l'ouverture dans la feuille intercalaire est suffisamment large pour permettre également le contact mécanique et électrique entre les seconds circuits conducteurs et en ce qu'il est prévue une membrane juxta- posée à l'une desdites première ou seconde feuilles et présentant une première protubérance au niveau des pre- 81475 -3- miers circuits et une seconde protubérance entourant la pre- mière et disposée au niveau desdits seconds circuits, lesdites protubérances étant dirigées vers la feuille adjacente. Lesdits premiers circuits conducteurs sont, de préférence, deux pastilles d'encre conductrice corres- pondant l'une à l'autre, tandis que les seconds circuits sont deux couronnes d'encre conductrice correspon- dant également l'une à l'autre et coaxiales auxdites pastilles et présentant des ouvertures correspondantes pour permettre le passage des contacts électriques vers les pastilles centrales. Dans un mode de réalisation avantageux, ladite première protubérance est constituée d'un dôme suscepti- ble d'un retournement tactile vers l'extérieur sous l'effet d'une pression, tandis que la seconde protubé- rance s'étend sous forme de bourrelet annulaire autour de ce dôme. Selon une autre caractéristique de l'invention il est prévu une couche superficielle juxtaposée à l'autre desdites premières ou secondes feuilles, du côté opposé par rapport à ladite membrane et pourvue d'une protubérance au niveau desdits premiers et seconds circuits, orientée du côté opposé par rapport à ceux-ci et pourvue sur la face intérieure d'un doigt de contact dirigé vers le premier circuit de la feuille adjacente. Cette protubérance est, de préférence, également susceptible d'un retournement tactile vers l'intérieur sous l'effet d'une pression manuelle. L'invention prévoit également un clavier à touches multicontact constitué de plusieurs touches du genre décrit ci-dessus. D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en référence aux dessins annexes dans lesquels: -4- la figure 1 montre une coupe transversale à tra- vers une touche multicontact selon l'invention, la figure 2 montre la touche de la figure 1 sous l'effet d'une pression fermant le premier contact élec- trique, la figure 3 montre la touche de la figure 1 sous l'effet d'une pression fermant le premier et le second contact électrique,et la figure 4 montreé une vue en perspective des premières et secondes feuilles avec leurs circuits conducteurs et la feuille intercalaire. La structure stratifiée sur la figure 1 comporte deux feuilles en matière isolante 10,12 disposées de part et d'autre d'une feuille intercalaire 16. La première feuille 10 comporte un premier circuit conduc- teur 18 et un second circuit conducteur 20 tous deux isolés l'un de l'autre et réalisés par dépôt d'une encre conductrice. De même, la seconde feuille 12 comporte un premier circuit conducteur 22 et un second circuit conducteur 24 également isolés les uns des autres et réalisés par dép6t d'une encre conductrice Les circuits 18 et 22 de la première feuille ont la même forme et la même grandeur que les circuits correspondant 22,24 de la seconde feuille et les deux feuilles 10,12 sont disposées de telle manière que les circuits 18 et 20 se trouvent respectivement en face des circuits 22 et 24. Dans un mode de réalisation préféré les circuits conducteurs ont les formes montrées par la figure 4 sur laquelle les circuits 18 et 20 sont visibles par transparence. Les circuits 18 et 22 se présentent cha- cun sous forme d'une pastille munie d'une borne de raccordement 18a,22a. Quant aux circuits 20,24, ils se présentent chacun sous forme d'une couronne entourant chacune la pastille centrale 18 et 22, à l'exception d'une section permettant le passage des bornes 18a et 22a. Les couronnes 20 et 24 sont également munies de bornes de raccordement 20a,24a. -5- Les trois feuilles 10,12 et 16 sont des fines membranes souples, de préférence en matière synthétique comme p.ex. du polyester d'une épaisseur de l'ordre de 1/10 mm Sur la figure ces feuilles sont représentées écartées les unes des autres pour le besoin de clarté des dessins, mais il est évident qu'en pratique elles sont en contact mutuel, p.ex. collées entre elles. La feuille intercalaire possède une ouverture 26 au niveau des circuits conducteurs. Cette ouverture 26 a un diamètre supérieur à celui des couronnes conductrices 20 et 24 pour permettre un contact mécanique entre les pastilles 18 et 22, d'une part et entre les couronnes 20 et 24, d'autre part. A l'extérieur de l'une des feuilles 10, 12,p.ex. en dessous de la feuille 12 se trouve une membrane 28 qui présente, au niveau de la pastille conductrice 22 une protubérance en forme de dôme 30 dont le centre et le sommet sont dirigés vers la pastille 22. Ce dôme est réalisé en un matériau semi-rigide qui permet, de façon connue en soi, sous l'action d'une pression sur le centre du dôme, un retournement tactile, c.à.d. perceptible au toucher, vers l'extérieur, donc dans l'exemple représenté vers le bas. Autour de ce dôme 30 se trouve un bourrelet annu- laire 32, dont le diamètre correspond à celui de la couronne conductrice 24 et qui est disposé en face de celle-ci. Dans un mode de réalisation préféré, la hauteur de ce bourrelet 32 peut être le double de l'é- paisseur de la membrane, tandis que la hauteur de dôme 30 peut être le triple de l'épaisseur de cette membrane. En-dessous de la membrane 28 on peut prévoir un support rigide, non représenté sur la figure. Du côté opposé de la membrane 28, dans l'exemple représenté sous la feuille 10, se trouve une couche superficielle 34. Cette couche 34 présente également au niveau des circuits conducteurs sousjacents une protubérance 36 en forme de dôme ou de tronc de cône s'étendant vers l'extérieur de la structure. -6- Du côté intérieur, cette protubérance 36 comporte un doigt de contact 38 s'étendant sur toute la hauteur de la protubérance 36 et dirigé vers la pastille conduc- trice 18 de la feuille 10. La couche 34 peut, comme la membrane 28 être thermo-formée et la protubérance 36 est également susceptible d'un retournement tactile sous l'effet d'une pression manuelle. A l'extérieur de la protubérance 36 peuvent se trouver des symboles servant à identifier la touche. Le fonctionnement de la touche multicontact ressort des figures 2 et 3. Une pression manuelle sur le dôme 36 permet, sous l'action du doigt de contact 38 la fermeture du contact électrique entre les pastil- les centrales 18 et 22. La fermeture de ce contact est perceptible par le déclic provoqué lors du retourne- ment du dôme 36. A ce moment il n'y a pas encore de contact entre les couronnes 20 et 24. Une pression supplémentaire sur le dôme 36 provoque le retournement du dôme inférieur 30 et finalement le second contact électrique entre les couronnes 20 et 24 au moment o celles-ci sont poussées sur le bourrelet 32. Il est à noter que le retournement du dôme 30 provoque un léger soulèvement du bourrelet 32 ou, du moins, une certaine force en direction de la feuille 12 de sorte que le second contact électrique est réalisé par les pressions exercés de part et d'autre des feuilles 10 et 12. Il est à noter que la couche 34 avec la protubé- rance 36 n'est, en principe, pas nécessaire pour l'éta- blissement des deux contacts successifs, ceci pouvant également être réalisé par une pression sur la feuille au niveau de la pastille 18. Toutefois, la présence des deux dômes 30 et 36 et, plus particulièrement leur retournement avec déclic tactile perceptible permet de constater le moment ou les deux contacts sont établis et donne une garantie de la fermeture des deux contacts. L'avantage du système par rapport à l'état de la technique est que les contacts différés dans le temps -7- sont toujours réalisés dans le même ordre. I1 est impossible que le contact au niveau des couronnes et 24 soit établi avant ou en même temps que celui entre les pastilles 18 et 22. La structure est également plus simple dans la mesure o elle ne comporte que 4 ou 5 couches superposée alors que les touches selon l'état de la technique doivent en comporter 6 ou 7. En outre, la pression nécessaire à la fermeture des deux contacts, notamment du second contact au niveau des couronnes conductrices et 24 est plus faible que la pression nécessaire à la fermeture des contacts dans les touches multicontact connues. Les figures ne montrent, pour une raison de simplicité, que l'élément de base de l'invention, c.à.d. une seule touche multicontact. Il est toute- fois évident que l'invention vise également les claviers avec une structure stratifiée comme représentés sur les figures mais pourvus d'un certain nombre de touches multicontact telles que décrites ci-dessus. Il reste finalement à noter que l'invention n'est pas limitée à des touches multicontact prévues pour la fermeture de deux contacts successifs. On pourrait notamment étendre la structure à la fermeture de trois contacts successifs. A cet effet il suffirait de prévoir autour de chacune des couronnes 20,24 une seconde couronne conductrice concentrique par rapport au pastilles et couronnes 20 et 24. La membrane 28 devrait alors comporter un second bourrelet correspon- dant à cette couronne conductrice supplémentaire et s'étendant autour du bourrelet 32 sur une hauteur inférieure à celui-ci. -8- R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Touche multicontact à contacts différés compre nant une première feuille isolante pouvue d'un premier circuit conducteur sur l'une de ses faces, une seconde feuille en matière isolante pourvue d'un premier circuit conducteur sur l'une de ses faces, lesdites première et seconde feuilles étant superposées de manière que lesdits premiers circuits conducteurs se trouvent l'un en face de l'autre, une feuille intercalaire en matière isolante placée entre lesdites première et seconde feuilles et pourvues d'une ouverture au niveau des circuits conducteurs pour permettre d'établir, par pression, un contact mécanique et électrique entre ceux- ci, caractérisée en ce que la première et la seconde feuille (10,12) comportent, chacune, un second circuit conducteur (20,24), qui s'étend autour du premier circuit (18,22), mais qui en est isolé électriquement, en ce que lesdits seconds circuits (20,24) sont disposés l'un en face de l'autre, en ce que l'ouverture (26) dans la feuille intercalaire (16) est suffisamment large pour permettre-également le contact mécanique et élec- trique entre les seconds circuits conducteurs (20,24) et en ce qu'il est prévu une membrane (28) juxtaposée à l'une des premières ou secondes feuilles et présentant une première protubérance (30) au niveau des premiers circuits (18,22) et une seconde protubérance (32) en- tourant la première (30) et disposée au niveau desdits seconds circuits (20,24), lesdites protubérances (30, 32) étant dirigées vers la feuille adjacente (12). 2.- Touche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers circuits conducteurs (18,22) sont deux pastilles d'encre conductrice correspondant l'une à l'autre, en ce que les seconds circuits (20,24) sont deux couronnes d'encre conductrice correspondant l'une à l'autre et coaxiales auxdites pastilles et présentant des ouvertures correspondantes pour permettre le passage de contactsélectriques(18a,22a) vers les pastilles centrales. 3.- Touche selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite première protubérance (30) est constituée d'un dôme susceptible d'un retour- nement tactile vers l'extérieur sous l'effet d'une pression et en ce que la seconde protubérance (32) s'étend sous forme de bourrelet annulaire autour de ce dôme. 4.- Touche selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisée par une couche superficielle (34) juxtaposée à l'autre (10) desdites première ou seconde feuilles, du côté opposé par rapport à ladite membrane (28) et pourvue d'une protubérance (36) au niveau desdits premier et second circuits (18,20,22,24) orientés du côté opposé par rapport à ceux-ci et pour- vus sur la face intérieure d'un doigt de contact (38) dirigé vers le premier circuit (18) de la feuille adja- cente (10). 5.- Touche selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite protubérance (36) est susceptible d'un retournement tactile vers l'intérieur sous l'effet d'une pression manuelle. 6.- Touche selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que lesdites protubérances (30, 36) et le bourrelet (32) sont thermo-formés dans des membranes souples. 7.- Touche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les feuilles (10 et 12) et la feuille inter- calaire (16) sont constituées par des couches souples en..matière synthétique. 8.- Clavier à touches multicontact constitué de plusieurs touches selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 6.