Brevet FR2632445A1 — publié le 19891208

-1 La piésente invention est relative aux commutateurs électriques et se rapporte plus parti- culièrement aux commutateurs miniatures destinés à être montés sur les circuits imprimés.. On connait des commutateurs miniatures pour circuits imprimés qui comportent un corps en matière isolante dans lequel est disposé un mécanisme de com- mutation, et destiné à établir ou à couper une liaison électrique entre des bornes de connexion faisant sail- lie hors dudit corps et un organe en matière isolante d'actionnement du mécanisme de commutation. Des commutateurs du type précité sont grou- pés en modules à plusieurs voies, par.exemple au nom- bre de huit, disposées en parallèle dans' un bottier isolant commun de forme parallélépipède. Dans les commutateurs connus de ce type, les bornes de connexion font en général saillie par rap- port à l'une des grandes faces du boitier et elles sont constituées par des tiges destinées-à être enga- gées dans des trous ménagés dans la plaquette de cir- cuit imprimé pour être soudées aux conducteurs correc- pondants du circuit imprimé De tels commutateurs se prêtent mal à la technique de report à plat dont l'emploi est de plus en plus répandu pour la fabrication des plaquet- tes de circuits imprimés. Par ailleurs, en raison du volume relative- ment important occupé par les mécanismes de commuta- tion et les organes d'actionnement, ces commutateurs sont d'un encombrement tel que sur une plaquette de circuit imprimé, ils occupent une place de plus en plus importante par rapport à celle qu'occupent les circuits intégrés dont les dimensions diminuent de plus en plus. L'invention vise donc à remédier aux incon- vénients précités des commutateurs miniatures de la technique antérieure en créant un commutateur qui tout en présentant un encombrement inférieur aux commuta- teurs classiques, soit particulièrement adapté à la technique de montage des composants en surface des plaquettes de circuits destinées i les supporter, et qui se prête bien en particulier, à la technique de report à plat. Elle a donc pour objet un commutateur élec- trique comportant un corps en matière isolante qui comprend au moins un évidement dans lequel débouchent des extrémités d'au moins deux bornes de connexion dont les extrémités opposées font saillie à l'exté- rieur dudit corps et un mécanisme de commutation com- prenant une pièce conductrice de l'électricité montée à coulissement dans ledit évidement entre une premiè- re et une seconde positions stables correspondant respectivement à deux états du commutateur, caractéri- sé en ce que ladite pièce conductrice de l'électrici- té est constituée par un étrier dont la partie inter- médiaire élastique de forme incurvée en direction opposée au fond de l'évidement est en contact par ses extrémités avec ledit fond dans lequel débouchent les extrémités correspondantes desdites bornes de conne- xion et dont les branches s'étendent en direction de l'ouverture de l'évidement du corps et apparaissent dans des fenêtres délimitées dans ladite ouverture de part et d'autre d'une pièce isolante de maintien et d'application dudit étrier contre le fond dudit évidement par action sur la partie intermédiaire élas- tique incurvée de celui-ci, lesdites branches de l'é- trier constituant des organes d actionnement de celui- ci entre lesdites première et seconde positions. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue en perspective écla- tée d'un commutateur miniature suivant l'invention, comportant plusieurs voies; - la Fig.2 est une vue en perspective-du commutateur de la Fig.1 à l'état monté; - la Fig.3 est une vue en coupe transversale à plus grande échelle, du commutateur de la Fig.2; et - la Fig.4 est une vue en bout avec arrache- ment partiel du commutateur de la Fig.3. Le commutateur représenté à la Fig.1 compor- te un corps 1 en matière isolante de forme à peu près parallélépipèdique, dans lequel sont ménagés côte-à- côte huit évidements 2 de forme générale rectangulaire qui s'étendent transversalement à l'axe longitudinal du corps. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig.3, le commutateur comporte des bornes de connexion 3, 4 ayant chacune une extrémité 3a, 4a qui débouche à une extrémité d'un évidement 2 correspondant, les autres extrémités 3b, 4b desdites bornes faisant saillie hors du corps 1 du commutateur et étant repliées pour cons- tituer des pattes de connexion dudit commutateur. La forme des pattes 3b, 4b est particulièrement bien adaptée à la technique du report à plat. Dans chacun des évidements 2, est montée déplaçable à coulissement une pièce 5 en forme d'é- trier, conductrice de l' électricité. Cette-pièce com- porte une partie intermédiaire élastique 6 de forme incurvée en direction opposée au fond 7 de lJ'évide- ment. Elle est en contact par les extrémités 8 de la partie incurvée avec le fond 7 dans lequel débouchent les extrémités 3a, 4a des bornes de connexion 3 et 4. L'étrier 5 comporte en outre deux branches 9 à peu près perpendiculaires à la partie intermédiaire 6 et qui s'étendent vers l'ouverture 10 de l'évidement 2. Chacune des branches 9 se termine par une languette 11 repliée à angle droit. Les branches 9 de l'étrier 5 constituent des organes.d'actionnement de cet étrier en vue d'assurer son déplacement en translation dans l'évidement 2. La Demanderesse a constaté que bien que les branches 9 de l'étrier 5 soient conductrices de l'électricité, leur entrée en contact avec un outil tenu en main par un opérateur n apporte aucune pertur- bation dans un circuit dont fait partie le commutateur en raison des courants extrêmement faibles mis en oeuvre dans de tels circuits. Comme représenté à la Fig.3, les parois d extémité de l'évidement 2 présentent chacune une première partie 12 formant butée de fin de course pour le déplacement de l'étrier 5 et définissant ainsi deux positions stables de cet étrier correspondant à deux états du commutateur, et deux portions 13 plus rappro- chées des bords extérieurs correspondants du corps 1 et, qui délimitent avec une pièce isolante 14 de maintien et d'application de l'étrier 5 contre le fond 7 de l'évidement 2, des fenêtres 15 permettant d'accé- der aux branches 9 de l'étrier afin de les manoeuvrer. La pièce de maintien 14 est montée au milieu de la dimension axiale de l'évidement 2 afin que les fenêtres 15 délimitées par cette pièce et l'ouverture de l'évidement 2, soient d'égales dimensions. La pièce de maintien 14 est en appui contre la partie intermédiaire élastique incurvée 6 de l'étrier 5 par une nervure 16 qui comprime légèrement la partie intermédiaire incurvée 6 et maintient ainsi l'étrier 5 contre le fond de l'évidement 2 de manière que lorsque l'étrier occupe l'une des deux positions extrêmes définies par les surfaces de butée 12 de l'évidement 2, ces positions, qui correspondent chacune à un état du commutateur, soient stables en raison du léger effort de compression exercé par la nervure 16 de la pièce de maintien 14 sur la partie intermédiaire élastique incurvée 6. La pièce de maintien 14 comporte en outre deux rebords 17 s'étendant à partir de la nervure 16 dans la direction axiale de l'évidement 2, et sous lesquels les languettes 11 des branches 9 de l'étrier peuvent tour à tour s'escamoter. Ainsi, pour chacune des positions de l'étrier 5, une seule des branches 9 de l'étrier est visible par la fenêtre 15 correspon- dante, de sorte que la position du commutateur est visible instantanément sans ambiguité. Sur les Fig.1 et 2, on a représenté un com- mutateur suivant l'invention formé de huit voies en parallèle disposées côte à côte dans un même boîtier. Les évidements 2 dans chacun desquels est montée une pièce 5 en étrier, sont séparés par des parois interrompues en leur milieu pour former un logement 20 dans lequel est monté une pièce de main- tien 14 commune à tous les étriers et qui comporte autant de nervures axiales 16 que le corps comporte d'évidements, lesdites nervures étant destinées à maintenir sous une légère contrainte les parties intermédiaires élastiques incurvées 6 des étriers 5 logés dans les évidements 2 respectifs. Les nervures 16 sont séparées par des élé- ments 16a d'appui de la pièce de maintien 14 sur le fond du logement 20, lesdits éléments 16a étant enga- gés dans les interruptions des parois de séparation des évidements 2. La pièce de maintien 14 est engagée dans le logement 20 de manière que sa surface supérieure af- fleure la surface du corps 1 opposée au fond 7 de l'évidement. Le commutateur à plusieurs voies de la Fig.1 est représenté monté à la Fig.2. On voit sur cette figure que, comme indiqué précédemment, l'état des différentes voies du commu- tateur est directement rèpérable par les fenêtres 15 dans lesquelles apparaissent les languettes 11 des branches d'actionnement des étriers 5, la présence d'une telle languette dans une fenêtre 15 correspon- dant à la position de la voie considérée. La pièce de maintien 14 est fixée au corps 1 par exemple par soudage. A cet effet, comme représenté à.la Fig.4, elle comporte, régulièrement réparties sur sa longueur des tiges 21 qui s'étendent dans le prolongement des éléments d'appui 16a et qui sont engagées dans des trous 22 ménagés dans le fond du corps 1 et débouchent dans une rainure axiale 23 de la paroi extérieure dudit fond dans laquelle sont formées aux extrémités des tiges 21, des têtes 24 d'immobilisation de la pièce 14 dans son logement 20. On voit également sur la Fig.2 que la surfa- ce supérieure du corps 1 du commutateur est lisse et se prête donc particulièrement bien à l'application d'un film adhésif de protection des fenêtres 15 dans lesquelles apparaissent les branches des étriers cou- lissants associés à chacune des voies du commutateur. La surface à laquelle peut adhérer le film de protec- tion est accrue par la présence de la pièce de main- tien 14. ? Le mode de réalisation du commutateur sui- vant l'invention décrit en référence aux Fig.1 et 2, assure en fait la fonction d'interrupteur à huit voies. On peut cependant envisager de réaliser de tels commutateurs avec un nombre de voies plus ou moins important selon les besoins. On peut par ailleurs réaliser, grice à l'a- gencement suivant l'invention des composants autres que des interrupteurs, tels que par exemple des inver- seurs unipolaires ou bipolaires. Pour réaliser un inverseur unipolaire, il suffit de prévoir dans un évidement- commun tel que 2, une borne de connexion 3 disposée à l'une des extré- mités de l'évidement et deux bornes de connexion 4 disposées à l'extrémité opposée de l'évidement, lesdites bornes 4 faisant saillie dans le fond de l'évidement 7 sur des longueurs différentes, telles que lorsque l'étrier5 se trouve dans une première position stable correspondant à celle représentée à la Fig.3, l'une des bornes 4 débouchant dans l'évidement, soit connectée à la borne 3, tandis que dans la seconde position 4 de l'étrier 5, les deux bornes 4 précitées se trouvent connectées ensemble par l'étrier 5, alors que la borne 3 est déconnectée. Le commutateur à huit voies représenté à- la Fig.1 se prête particulièrement bien à une miniaturi- sation poussée car la surface'occupée par ses compo- sants est égale au tiers de la surface des composants à huit voies disponibles actuellement sur le marché. Les bornes de connexion 3 et 4 peuvent par exemple être disposées à un pas standard'de 1,27 mm. Le commutateur à huit voies suivant l'inven- tion est particulièrement bien adapté au montage en surface sur des plaquettes de circuits imprimés et, en raison de la courbure de ses bornes de connexion vers l'extérieur, il permet le contrôle visuel des soudu- res. La courbure des bornes de connexion vers l'extérieur du corps du commutateur permet une implan- tation automatique à grande vitesse, et une mise en oeuvre d'assemblage par soudure suivant les différents procédés de soudure utilisés à ce jour, à savoir: - soudure à la vague, - soudure par refusion ou infrarouge, - soudure en phase vapeur. REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique comportant un corps (1) en matière isolante qui comprend au moins un évidement (2) dans lequel débouchent des extrémités (3a,4a) d'au moins deux bornes de connexion (3,4) dont les extrémités opposées (3b,4b) font saillie à l'exté- rieur dudit corps et un mécanisme de commutation com- prenant une pièce (5) conductrice de l'électricité montée à coulissement dans ledit évidement (2) entre une première et une seconde positions stables corres- pondant respectivement à deux états du commutateur, caractérisé en ce que ladite pièce (5) conductrice de l'électricité est constituée par un étrier dont la partie intermédiaire élastique (6) de forme incurvée en direction opposée au fond (7) de l'évidement (2) est en contact' par ses extrémités (8) avec ledit fond dans lequel débouchent les extrémités correspondantes (3a,4a) desdites bornes de connexion (3,4) et dont les branches (9) s'étendent en direction de l'ouverture (10) de l'évidement du corps (1) et apparaissent dans des fenêtres (15) délimitées dans ladite ouverture (10), de part et d'autre d'une pièce isolante (14) de maintien et d'application élastique dudit étrier (5) contre le fond (7) dudit évidement (2) par action sur la partie intermédiaire élastique incurvée (6) de ce- lui-ci, lesdites branches (9) de l'étrier constituant des organes d'actionnement de celui-ci entre lesdites première et seconde positions. 2. Commutateur électrique suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que ladite pièce (14) de maintien et d'application élastique de l'étrier (5) contre le fond (7) de l'évidement (2) comporte au moins une nervure axiale (16) destinée à maintenir sous une légère contrainte élastique la partie intermédiaire incurvée (6) dudit étrier.(5}. 3. Commutateur électrique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce (14) de maintien et d'application de l'étrier (5) contre le fond (7) de l'évidement (2) comporte en outre deux rebords (17) s'étendant à partir de la nervure (16) dans la direction axiale de l'évidement et sous lesquels les extrémités (11) des branches (9) de l'étrier peuvent tour -à tour s'escamoter, une seule des branches de l'étrier (5) étant visible par la fenêtre (15) correspondante et indiquant la position du commutateur. 4. Commutateur électrique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les parois d'extrémités de l'évidement (2) définissent chacune une butée (12) de fin de course pour le déplacement de l'étrier entre les deux positions stables du commuta- teur. 5. Commutateur électrique suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (1) comprend plusieurs évidements (2) de forme géné- rale rectangulaire,disposés côte-à-c6te s'étendant transversalement à l'axe longitudinal dudit corps, une pièce (5) en forme d'étrier étant disposée dans chacun des évidements (2) et coopérant avec des bornes de connexion (3,4) correspondantes débouchant dans le fond de chaque évidement. lesdites pièces (5) en forme d'étrier étant maintenues dans leurs évidements res- pectifs par une pièce (14) de maintien et d'applica- tion commune, montée dans ledit corps (1). 6. Commutateur électrique suivant la reven- dication 5, caractérisé en ce que la pièce (14) de maintien et d'application commune comporte autant de nervures axiales (16) que le corps (1) comporte 1 1 d'évidements, chacune desdites nervures coopérant avec 3a partie intermédiaire élastique (6) d'un étrier correspondant. 7. Commutateur électrique suivant la reven- dication 6, caractérisé en ce que les évidements (2) dudit corps (1) sont séparés par des parois interrom- pues qui forment un logement (20) dans lequel est mon- tée la pièce (14) de maintien et d'application élas- tique commune qui comporte des éléments (16a) d'appui sur le fond du logement séparant lesdites nervures (16) et engagés dans les interruptions des parois de séparation des évidements (2). 6. Commutateur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite pièce (14) d'application et-de maintien élastique comporte au moins une tige de fixation (21) engagée dans un trou (22) ménagé dans le fond du corps (1) et débouchant dans une rainure axiale '123) de la paroi extérieure dudit fond dans laquelle est formée à l'extrémité de ladite tige (21), une tête (24) d'immobilisation de la pièce (14) d'application et de maintien. 9. -Commutateur électrique suivant l'une des revendications 5 et 6 et la revendication 8, caracté- risé en ce que ladite pièce (14) de maintien et d'ap- plication comporte plusieurs tiges de fixation (21) régulièrement réparties sur sa longueur et s'étendant dans le prolongement des éléments d'appui (16a), lesdites tiges étant engagées dans des trous (22) ménagés dans le fond du corps (1).