Brevet FR2574588A1 — publié le 19860613

MANCHE A BALAI. L'invention concerne un manche à balai défini comme un dispositif de commande à plusieurs degrés de liberté, constitué par une poignée articulée autour d'un point d'articulation dans un corps, servant notamment à déplacer le curseur d'une visu du fait d'établir un ou plusieurs contacts électriques prédéterminés par action mécanique de poussée dans le sens axial sur des moyens de contact formant interrupteur lorsqu'une poussée sensiblement radiale est exercée sur l'extrémité accessible de ladite poignée, lesdits moyens de contact étant solidaires dudit corps qui est destiné à être fixé sur une platine d'appareil électronique de façon à laisser dépasser vers L'extérieur ladite extrémité accessible, ladite poignée étant sollicitée vers une position axiale de repos par des moyens élastiques de rappel. Un tel dispositif est notamment utilisé en tant que commande manuelle associée à un jeu électronique vidéo, commande par laquelle l'utilisateur communique des ordres au jeu électronique, par exemple pour le déplacement d'objets ou de personnages dont L'image est représentée sur un écran cathodique. On peut aussi utiliser ce dispositif pour assurer les différentes fonctions de magnétophones à écouteurs pour un laboratoire d'apprentissage de langues par exemple ou pour commander, dans une console radar, sur l'écran d'un moniteur de télévision, un repère qui peut se déplacer en abscisses, en ordonnées ou en abscisses et en ordonnées (diagonales) chaque fois dans un sens ou dans le sens opposé jusqu'à faire coincider ce repère avec une cible à identifier sur ltecran. De préférence, la direction suivie par le repère sur l'écran correspond à la direction de ta poussée imprimée au levier de commande, parallèlement à L'écran. L'invention vise plus particuLièrement cette dernière application et dans ce cas le manche à balai permet L'établissement de huit configurations de contacts électriques différentes à partir de quatre interrupteurs simples disposés selon des écarts angulaires mutuels de 900. Les huit configurations sont obtenues du fait d'actionner, selon la position imposée à la poignée du manche à balai, soit un interrupteur, soit deux interrupteurs adjacents simultanément. Des manches à balai pour jeux électroniques sont connus par exemple de la demande de brevet français 2 532 106. Les manches destinés à cette application sont le plus souvent destinés à des jeux électroniques et doivent avant tout être de construction simple et peu onéreuse. La poignée est souvent réalisée d'une seule pièce en matière plastique moulée et il peut en résulter un risque de panne par cassure ou déformation permanente d'une partie de la pièce qui doit alors être entièrement remplacée, lorsque le montage, de conception simpLifiée, le permet.Les manches à balai destinés aux consoles de radar sont d'une conception plus a-chevée que ies précedents et le faible coût de fabrication n'est pas le premier critère à respecter dans ce cas mais plutôt une bonne fiabilité, une bonne endurance mécanique et une grande longévité. Ces dernières qualités sont obtenues du fait d'utiliser pour la réalisation du manche à balai des pièces en général métalliques, de préférence usinées et ajustées avec précision. Des manches à balai de ce type sont par exemple fabriqués par la société française La Télémécanique Electrique à Nanterre sous les références XD2-P, XD2-G ou XDB, ou par la société américaine Measurement Systems, Incorporated, 523 West Avenue, Norwalk, Connecticut, sous la référence : Toystick switch model 570.Ces manches présentent l'inconvénient d'être d'une conception compliquée, chers et souvent encombrants. L'invention a pour but de fabriquer un manche à balai à usage professionnel de conception simple, peu onéreuse et de faille encombrement. Un autre but est que le manche à balai selon L'invention soit facile à monter, à régler, à implanter sur une face avant de boîtier électronique, et à réparer et/ou à rerégler en cas de défaillance. Ces buts sont atteints grâce au fait que le manche à balai défini en préambule est remarquable en ce qu'en combinaison ledit corps est formé d'uneseule piéce, lesdits moyens élastiques de rappel sont en substance, incompressibles et disposés serrés entre une partie centrale du corps et une partie prédéterminée de ladite poignée de part et autre dudit point d'articulation de façon à rendre articulée ladite poignée, et ledit point d'articulation se situe, sur l'axe du corps, entre ladite extrémité accessible de ladite poignée et l'extrémité opposée non accessible où se situe la zone d'actionnement des-dits moyens de contact, ladite poussée dans te sens axial s'effectuant en substance dans la direction de l'extrémité accessible de ladite poignée. L'idée originale de L'invention est d'utiliser, pour l'actionnement des moyens de contact, un levier à deux bras inégaux de façon à pouvoir placer ces moyens de contact vers l'arrière du corps du manche à balai et à dégager ainsi la partie avant par Laquelle le corps est fixé à la platine de L'appareil support. Une telle disposition permet aussi une réalisation particulièrement simple et- avantageuse de l'articulation et des moyens élastiques de rappel de la poignée. La description qui suit en regard des dessins annexésle tout donné à titre d'exemple fera bien comprendre comment L'invention peut être réalisée. Les figures la, lb, lc représentent un mode de réalisation de L'invention selon une vue en élévation de face, une vue de dessous et une vue en élévation selon une coupe sagittale respectivement. Les figures 2a, 2b, 2c, 2d représentent le corps du manche à balai pour le mode de réalisation de la figure 1 selon une vue en élévation de face, une vue de dessous en coupe, une vue de dessus et une vue en élévation en coupe sagittale respectivement. La figure 3 représente une variante du mode de réalisation de la figure 1, concernant L'élaboration des moyens élastiques de rappel. La figure 4 représente une variante du mode de réalisation de la figure 1, visant à améliorer l'établissement des contacts électriques lors de la manipulation du manche à balai. Sur les figures les mêmes références désignent les mêmes éléments avec les mêmes fonctions. Le manche à balai représenté à la figure 1 se compose d'un corps 1, par exemple en aluminium, qui est décrit ci-dessous plus en détail en référence à la figure 2, d'une poignée de préférence en aluminium 2 sur laquelle est montée une bague 3 munie d'une couronne 4, cette bague étant réalisée par exemple en delrin ou en nylon, de moyens de contact formant interrupteur 5, solidaires du corps 1, et de moyens élastiques de rappél en caoutchouc 6. Les moyens de contact S sont de préférence des microcontacts, par exemple du type -Z 5667 commercialisés par la société C. E. M., 37 rue du Rocher, 75383 Paris cédex 08 et sont fixés au corps 1 chacun au moyen de deux vis 7. La poignée 2 est, de préférence, constituée par un axe comportant un épaulement 10, dont l'extrémité la plus épaisse 8, accessible et destinée à la manipulation comporte des cannelures et l'extrémité opposée La plus mince 9, non accessible, un filetage. Une articulation élastique de la poignée est effectuée par les moyens élastiques de rappel 6 qui, dans le mode de réalisation de la figure 1 sont constitués par un passe-fil, par exemple en néoprène, inséré dans une partie centrale du corps ayant la forme d'une nervure 11 alésée en son centre qui constitue le point d'articulation pour permettre la fixation du passe-fil. Les passe-fils utilisés comme articulation sont fabriqués par exemple par la société Métallo, 56 rue Antoine Marie Collin 94440 Vitry sur Seine, sous la référence 368.00000.29, et se trouvent facilement dans le commerce. L'extrémité mince 9 de la poignée est ,ensuite glissée à travers la nervure 11 jusqu'a ce que l'épaulement 10 de la poignée vienne en butée contre un côté de l'articulation. La bague 3 est ensuite glissée du côté opposé sur L'extrémité mince 9 jusqu'à venir en butée contre l'articulation, du côté opposé. Des écrous 12 permettent de serrer puis de bloquer l'ensemble dans une position telle qu'une Légère pression s'exerce de part et d'autre des moyens élastiques 6. Ces moyens élastiques en caoutchouc et donc en substance,incompressibles,empêchent qu'une traction axiale exercée sur l'extrémité 8 de la poignée ne provoque un déplacement de cette dernière par rapport au corps 1. Les microcontacts 5 fabriqués et commercialisés par exemple par la société C.E.M. , précédemment citée, comportent chacun un poussoir 13 et on fait en sorte, lors du montage de l'ensemble, que la couronne 4 de la bague soit juste au contact des poussoirs 13, comme expliqué plus en détail ci-dessous. On notera que les poussoirs 13 s'étendant selon une direction axiale, sont dirigés vers L'extrémité non accessible 9 de la poignée et sont actionnés au moyen d'un levier à deux bras inégaux, de façon telle que, réciproquement, la poussée qui les actionne s'exerce en substance dans la direction de L'extrémité accessible 8 de la poignée.De préférence, des butées sous la forme de vis de réglage 14 vissées dans des trous taraudés 15 pratiqués dans une partie épaissie 16 du corps 1 et débouchant à l'intérieur de ce corps permettent de régler la course de la poignez 2 de façon à ne pas détériorer les moyens de contact, en l'occurrence les poussoirs 13 des microcontacts après que le (les) contact(s) électrique(s) a (ont) été établi(s).L'ensemble decrit ci-dessus est fixé sur une platine 17 représentée en coupe avec arrachement à la figure la par des moyens de vissage non représentés, symbolises par des axes en trait mixte 18 à la figure la et par des croix 19 à la figure lb. Du côté avant de la platine le corps 1 comporte une extrémité cylindrique de révolution 20 (voir aussi figure 2) qui s'engage dans un alésage pratiqué dans la platine ; L'extrémité opposée 21 du corps, de section carrée, supporte les quatre microcontacts 5 qui y sont vissés chacun sur une face à raison de deux vis 7 par microcontact et par face. Sur la figure la, le microcontact central n'est volontairement pas représenté et l'on distingue les trous taraudés 22 destinés à sa fixation.Sur la figure lb, les deux microcontacts visibles sont représentés non coupés au meme titre que la poignée. Entre les extrémités 20 et 21 du corps, la partie épaissie 16, par exemple de section carrée, est de préférence traversée latéralement par les vis de réglage 14, à raison d'une vis au centre de chaque face. Cette partie intermédiaire sert avant tout pour la fixation du corps à la platine par exemple par quatre vis non représentées orientées axialement à raison d'une vis par-coin. Le corps 1 est représenté plus en détail à la figure 2. Sur les figures 2a et 2d sont visibles les trous taraudés 15 destinés aux vis de réglage 14, sur les figures 2a, 2b et 2d les trous taraudés 22 pour ta fixation des microcontacts 5 de façon telle que, pour chaque microcontact, l'un des deux trous et sa vis 7 associée ainsi que le poussoir 13 du microcontact s'étendent dans un plan axial qui passe aussi par deux trous taraudés 15, et sur les figures 2b et 2c des trous taraudés 23 pour la fixation du corps à la platine. Le corps 1 présente un axe de symétrie 24 représenté en trait mixte à la figure 2a. Le réglage précis du manc-he à batai, lors de son montage, peut être effectué comme suit : Les microcontacts 5 sont mis en place sans serrage des vis de fixation 7, figure 1, dans les trous taraudés 22, figure 2. La bague 3 est ensuite mise en place comme décrit ci-dessus et les microcontacts 5 sont légèrement déplacés grâce au jeu éventuellement prévu que permettent leurs moyens de vissage jusqu'à ce que Leur poussoir 13 appuie avec une pression modérée contre la couronne 4, pression insuffisante pour établir le contact électrique dans chaque microcontact. Les microcontacts sont ensuite serrés et bloques, par exemple à la loctite dans cette dernière position.Les vis de réglage 14 qui constituent des butées pour ta poignée 2 sont ensuite positionnées par vissage de façon que, lors de l'actionnement de la poignée, la partie de course prévue pour chaque poussoir, pour l'établissement du contact électrique dans le microcontact correspondant ne soit pas dépassée, au risque de détériorer le mi crocontact. On not-era que la partie épaissie 16 du corps qui sert en premier lieu au positionnement dans le sens axial du manche à balai contre la platine 17 et à sa fixation à cette dernière assume, de préférence, la deuxième fonction qui consiste à recevoir le logement des vis de réglage 14 sous la forme des trous taraudés 15. Les trous taraudés 15 peuvent se situer dans une autre partie du corps, c'est-à-dire dans la partie 20 ou la partie 21. A titre de variante, au lieu d'un passefil on peut utiliser, comme articulation pour la poignée, deux rondelles de caoutchouc, disposées de part et d'autre de la nervure 11, comme indiqué en 25 à la figure 3. Selon la position relative du point d'articulation de la poignée, au centre de la nervure 11 et des points de contact entre la couronne 4 et les poussoirs 13 des microcontacts, la composante perpendiculaire à l'axe de symétrie 24 de la force qui s' exerce sur un poussoir 13 donné lors de l'actionnement de la poignée peut ne pas être négligeable en comparaison de la composante utile dans la direction axiale. Il faut veiller à ce que cette composante perpendiculaire soit faible pour éviter un frottement avec glissement trop élevé de la couronne 4 contre le poussoir et donc l'usure de ces deux éléments. Pour réduire cet effet nuisible, il est avantageux que la dimension dans le sens axial de la bague 3 soit faible par rapport au rayon de la couronne 4.Cet inconvénient peut aussi être atténué, de façon compatible avec la mesure indiquée à la phrase précédente, du fait d'interposer de façon connue en soi, un levier sous forme d'un ressort à lame devant chaque poussoir de microcontact. Ce levier qui porte la référence 26 à la figure 4 est fixé au moyen des vis 7. Outre L'avantage d'une meilleure longévité du dispositif indiqué ci-dessus, l'adjonction des leviers-ressorts 26 améliore la souplesse de manipulation de la poignée 2, permet de mieux doser la force de pression exercée sur les poussoirs des microcontacts et procure une plus grande plage angulaire de manipulation pour l'obtention des config-urations de contact doubles à 450 qui permettent des mouvements en diagonale, c'est-à-dire en abscisse et en ordonnée à la fois, pour le curseur de la visu. De préférence, les dimensions réelLes du manche à balai sont légèrement inférieures à celles représentées sur les figures 1 à 4. Les distances entre les éléments 4 et 6 ou 4 et 25 d'une part ou entre les éléments 6 et 14 ou 25 et 14 d'autre part peuvent être différentes de celles représentées aux figures ; notamment la couronne 4 peut être rapprochée des moyens élastiques de rappel et d'articulation 6 ou 25. Le manche à balai décrit ci-dessus est facilement démontable, simpLe à réparer par remplacement de pièces telles que les éléments 3, 5, 6, 25 ou 14 et à re-régler de la façon déjà indiquée ci-dessus. REVENDICATIONS : 1. Manche à balai défini comme un dispositif de commande à plusieurs degrés de liberté, constitué par une poignée articulée autour d'un point d'articulation dans un corps, servant notamment à déplacer le curseur d'une visu du fait d'établir un ou plusieurs contacts électriques prédéterminés par action mécanique de poussée dans le sens axial sur des moyens de contact formant interrupteur Lorsqu'une poussee sensiblement radiale est exercée sur l'extrémité accessible de ladite poignée, lesdits moyens de contact étant solidaires dudit corps qui est destiné à être fixé sur une platine d'appareil électronique de façon à laisser dépasser vers l'extérieur ladite extrémité accessible, Ladite poignée étant sollicitée vers une position axiale de repos par des moyens élastiques de rappel, caractérisé en ce qu'en combinaison ledit corps est formé d'une seule pièce, lesdits moyens élastiques de rappel sont, en substance, incompressibles1 et disposés serrés entre une partie centrale du corps et une partie prédéterminée de ladite poignée de part et d'autre dudit point d'articulation de façon à rendre articulée ladite poignée, et ledit point d'articulation se situe, sur l'axe du corps, entre ladite extrémité accessible de ladite poignée et L'extrémité opposée non accessible où se situe la zone d'actionnement desdits moyens de contact, ladite poussée dans le sens axial s'effectuant en substance-dans la direction de l'extrémité accessible de ladite poignée. 2. Manche à balai selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite poignée est constituée par un axe muni d'un épaulement dont l'extrémité accessible est la plus épaisse, l'extrémité non accessible la plus mince étant au moins en partie filetée, qu'une bague munie d'une couronne circuLaire est maintenue pressée par des moyens de vissage entre Ladite extrémité filetée et lesdits moyens élastiques, ces derniers étant aussi pressés à leur côté opposé contre ledit épaulement et emprisonnant à leur tour Ladite partie centrale du corps constituée par une nervure aLésée en son centre, qui s'identifie audit point d'articulation, pour permettre le passage de ladite extrémité filetée, Ladite couronne étant disposée du côté desdits moyens de vissage et exerçant Ladite poussée en substance dans le sens axial par sa périphérie contre Lesdits moyens de contact. 3. Manche à balai selon L'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques de rappel sont constitués par un passe-fil en caoutchouc centré sur ledit point d'articulation. 4. Manche à balai selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques de rappel sont constitués par deux rondelles en caoutchouc disposées de part et d'autre dudit point d'articulation. 5. Manche à balai selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que lesdits moyens de contact formant interrupteur sont des microcontacts munis de poussoirs sur Lesquels s'exerce ladite poussée dans le sens axiaL. 6. Manche à balai selon la revendication 5 caractérisé en ce que lesdits microcontacts sont munis de leviers par l'intermédiaire desquels s' exerce ladite poussée dans le sens axial. 7. Manche à balai selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que des butées, solidaires du corps et dont la position par rapport à ce dernier est réglable, sont prévues pour limiter la course dans le sens radial de ladite poignée. 8. Manche à balai selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdites butées sont constituées par des vis de réglage vissées dans des trous taraudés percés dans une partie épaissie médiane dudit corps, cette partie épaissie servant aussi au positionnement et à la fixation du manche à balai contre ladite platine d'appareil électronique.