Brevet FR2652945A3 — publié le 19910412

FR 2652945 A3 19910412 FR 8913112 A 19891006 L'invention concerne une touche élastique à effleurement, revenant automatiquement dans sa position initiale et comportant des conducteurs électriques disposés à plat et une tete creuse de touche, réalisée en un matériau en forme de feuille élastique et possédant une surface de pression devant être repoussée contre les conducteurs pour établir le shuntage électrique. Des touches à effleurement de ce type sont utilisées de préférence dans des claviers à touches à effleurement, protégés ou étanches vis-à-vis des projections d'eau et de la poussière, de panneaux de commande comme par exemple dans des systèmes de commande de machines, des appareils téléphoniques, etc. Les touches à effleurement connues possèdent une tête en forme de capuchon comportant une cavité servant à loger une lampe, cette cavité étant entourée par un bord large du capuchon, dont le pourtour est complètement recouvert par une couche électriquement conductrice. La tête de la touche est située au-dessus de couples de conducteurs, qui sont disposés sur une plaquette à circuits imprimés en étant la plupart du temps imbriqués les uns dans les autres avec des formes sinueuses et qui, lors de l'enfoncement de la tête de la touche, sont shuntés électriquement par la couche conductrice.Comme lampes, on utilise habituellement des composants cubiques miniaturisés, pouvant être montés en surface et comportant des électrodes de raccordement, à savoir ce qu'on appelle des diodes à luminescence SM[D [SMD étant une abréviation de l'expression anglaise "surface mounted device", à savoir dispositif monté en surfcce]. La diode à luminescence SMD est soudée sur le côté de la plaquette à circuits imprimés portant les composants. I1 s'est avéré que des appareils équipés des touches connues à effleurement ont tendance à avoir un comportement défectueux. L'invention part du fait que ce comportement défectueux est du à un actionnement incorrect de la tête de la touche: si on repousse la tête de la touche avec le doigt non pas verticalement vers le bas, mais obliquement vers le côté, c'est-à-dire dans une position décalée, la couche conductrice shunte non seulement les conducteurs, mais également les deux bornes de raccordement de la lampe SMD, ce qui conduit à une information erronée ou même à la destruction du circuit. C'est ici que l'invention apporte une aide. Le problème visant à créer une touche à effleurement évitant l'obtention d'informations erronées même dans le cas d'un actionnement incorrect de la tête de la touche est résolu à l'aide d'une touche à effleurement du type indiqué plus haut, grâce au fait que seule une ou plusieurs zones partielles de la surface de pression sont électriquement conductrices et que la ou les autres zones partielles sont électriquement isolantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la ou les zones partielles conductrices est ou sont constituée(s) par un matériau électriquement conducteur, appliqué par impression sur la surface de pression du matériau en forme de feuille élastique, et de préférence par un mélange électriquement conducteur de carbone amorphe et de caoutchouc silicone. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans une touche à effleurement, dans laquelle les conducteurs électriques sont disposés, conjointement avec une lampe recouverte par la tête de la touche, sur une plaquette à circuits imprimés, les zones partielles conductrices sont disposées sur la plaquette à circuits imprimés en étant décalées par rapport aux électrodes de la lampe et à leurs points de soudure de telle sorte que, même dans le cas d'un enfoncement incorrect de la tête de la touche, seules les zones partielles électriquement isolantes de la surface de pression peuvent venir en contact avec les électrodes et les points de soudure de la lampe. Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface de pression possède une forme annulaire et les zones partielles électriquement conductrices sont réalisées sous la forme de deux segments opposés, séparés l'un de l'autre par les zones partielles isolantes. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins les zones partielles électriquement conductrices de la surface de pression sont séparées de la cavité de la tête de la touche, par un décrochement en renfoncement. Selon une autre caractéristique de l'invention, la touche à effleurement est formée d'un seul tenant par un matériau en forme de feuille. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci après > prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 représente une coupe transversale d'une touche à effleurement; - la figure 2 représente une vue, considérée obliquement à partir du haut, d'un clavier à touches à effleurement; - la figure 3 représente une coupe d'une touche à effleurement prise suivant la ligne III-III sur la figure 1; - la figure 4 représente une vue de dessous d'un mat" comportant douze têtes de touches; et - la figure 5 représente une coupe transversale d'une variante d'une touche d'effleurement. Le clavier élastique à touches à effleurement 3, représenté sur la figure 2, possède douze touches élastiques à efleurement 1, qui reviennent automatiquement dans leur position initiale et dont l'une est représentée en coupe transversale sur la figure 1. Des caractères ou des symboles sont imprimés sur chaque tête 5 d'une touche à effleurement 1, qui possède une forme stable et est reliée d'un seul tenant par l'intermédiaire d'un anneau élastique 7, que l'on peut faire fléchir par compression, à un mat 9, hors duquel toutes les têtes 5 des touches font saillie. La tête 5 de la touche, l'anneau 7 et le mat 9 sont constitués par une feuille élastique de matière plastique. La tête 5 de la touche possède une surface approximativement plane, qui est adaptée au bout d'un doigt humain moyen. La tête 5 de la touche possède la forme d'un capuchon, dont l'ouverture est tournée vers la face inférieure du mat. La cavité 11 ménagée dans la tête 5 de la touche sert à loger une diode à luminescence 12 montée sur la surface d'une plaquette à circuits imprimés 15, c'est-àdire une diode à montage superficiel [SMD = surface mounted device], qui est soudée, au niveau de ses deux électrodes opposées 13a et 13b, sur les surfaces de raccordement 14a et 14b de deux conducteurs électriques 18a et 18b situés sur la plaquette à circuits imprimés 15.Des composants aptes à être montés en surface (SMD) permettent une miniaturisation du circuit, par rapport aux composants électriques usuels comportant des pattes. L'ouverture du capuchon est entourée par un bord large 19 formant surface de pression. Comme cela est représenté sur les figures 4 et 3 (hachures horizontales interrompues, étant donné que non visibles en coupe), le bord 19 porte deux zones partielles électriquement conductrices opposées (segments) 21a et 21b, qui possèdent une forme de croissant, sont formées par moulage sous pression d'un mélange conducteur formé de carbone amorphe et de caoutchouc silicone (caoutchouc silicone HTV conducteur) et sont séparées l'une de l'autre par des zones partielles électriquement isolantes respectives 22a et 22b. Les .zones partielles conductrices 21a et 21b sont situées, à une certaine distance a indiquée sur la figure 1, au-dessus de deux conducteurs respectifs 23a,23b et 24a,24b, qui sont approximativement semi-circulaire et sont situés sur la surface de la plaquette à circuits imprimés 15. Comme cela est représenté sur la figure 3, le conducteur 23b situé au-dessous de la zone partielle 21b est relié au conducteur 23a situé audes sous de la zone partielle 21a et se prolonge par un conducteur 25, qui est raccordé à un système électronique d'évaluation (non représenté). Le conducteur 24a situé audessous de la zone partielle 21a est relié au conducteur 24b situé au-dessous de la zone partielle 21b et se prolonge par le conducteur 27, qui est également raccordé au système électronique d'évaluation.Les conducteurs 23a,23b et 24a,24b sont agencés, au-dessous des zones partielles 21a et 21b, sous la forme de surfaces de contact dorées et, sinon, sont recouverts, de même que l'ensemble du circuit y compris les conducteurs 18a,18b,25 et 27, en dehors des points de soudure et de leur environnement immédiat, par une laque d'arrêt de la soudure, qui est représentée sur la figure 3, en fonction de la visibilité, par des hachures croisées, formées de traits continus ou de traits interrompus. Si l'on enfonce la tête 5 de la touche avec le doigt, sur la distance a, les zones partielles 21a et 21b sont repoussées à l'encontre de la force élastique de l'anneau élastique 7 sur les conducteurs 23a et 24a ainsi que 23b et 24b, ce qui a pour effet que ces conducteurs sont réunis électriquement. Un courant, qui circule dans les conducteurs 25 et 27 reliés aux conducteurs 23a,23b et 24a,24b, ou une variation de potentiel, produite par le shuntage, est mesuré- par le dispositif électronique d'évaluation. En fonction de cette évaluation, la lampe à luminescence clignote, est allumée ou'est éteinte. La face inférieure, représentée sur la figure 4, du mat 9 possède plusieurs rainures 36, qui possède approximativement une profondeur égale à un demi-millimètre et qui relie entre elles les différentes cavités 11 des têtes 5 des touches. La présence des rainures 36 garantit que, dans le cas d'une réduction du volume de la cavité 11 sous l'effet de l'enfoncement de la tête 5 de la touche, l'air comprimé est refoulé depuis la cavité 11 considérée dans la cavité voisine. Lors du relâchement de la tête 5 enfoncée de la touche, l'air reflue des cavités voisines 11 dans la cavité 11 de la tête 5 de la touche considérée, ce qui évite un éventuel maintien des zones partielles 21a et 21b à l'état collé contre les conducteurs 23a,23b,24a et 24b. Les deux zones partielles 21a et 21b ont été agencées sous la forme de croissants afin que même dans le cas de l'application d'une pression oblique ou latérale sur la tête 5 de la touche, on obtienne un shuntage parfait des conducteurs 23a,24a et 23b,24b. Grâce à la présence des deux zones partielles en forme de croissants 21a et 21b, contrairement à l'anneau périphérique conducteur unique connu, on est certain que les zones partielles 21a et 21b court-circuitent uniquement les conducteurs 23a,24b et 23b,24b, mais qu'elles ne relient jamais l'un des conducteurs 23a,23b,24a ou 24b aux électrodes 13a ou 13b de la diode à luminescence 12. Pendant l'application par impression du revêtement conducteur sur les zones partielles en forme de croissants 21a et 21b, le matériau de la couche reflue légèrement, sur quelques fractions de millimètres, au-delà du bord en direction de la cavité 11. Au lieu de réaliser le bord 19 sous la forme d'une surface plane de pression, selon une variante d'une touche à effleurement 30 représentée sur la figure 5, on aménage un décrochement périphérique 32 se raccordant au bord inférieur de la cavité 11.Ce décrochement 32 garantit que les zones partielles 34a et 34b, qui sont réalisées d'une manière analogue aux zones partielles 21a et 21b, sont maintenues en permanence suffisamment éloignées des points de soudure situés entre les électrodes 13a et 13b de la diode à luminescence 12 et des surfaces de raccordement 14a et 14b, pour qu'aucun contact électrique ne se produise même dans le cas d'un enfoncement fortement décalé ou oblique de la touche à effleurement 30. A cet effet, il serait suffisant d'avoir un décrochement situé seulement directement au voisinage de la surface imprimée; cependant, pour des raisons techniques de fabrication, on a choisi le décrochement périphérique 32 représenté sur la figure 5. Au lieu de loger une seule diode à luminescence 12 dans une seule cavité 11 dans la touche à effleurement 1, on pourrait également prévoir plusieurs cavités, qui sont séparées de préférence par des parois intercalaires, avec des diodes à luminescence respectives ou avec plusieurs diodes à luminescence possédant des couleurs différentes. Outre le fait d'utiliser plusieurs touches à effleurement 1 dans un clavier 3 de touches à effleurement, on pourrait également n'utiliser qu'une seule touche à effleurement 1 ou 30 dans un panneau de commande. REVEND I CAT IONS 1. Touche élastique à effleurement (1;30), revenant automatiquement dans sa position initiale et comportant des conducteurs électriques (23a,23b,24a,24b) disposés à plat et une tête creuse de touche (5), réalisée en un matériau en forme de feuille élastique et possédant une surface de pression (19) devant être repoussée contre les conducteurs (23a,23b,24a,24b) pour établir le shuntage électrique, caractérisée en ce que seule une ou plusieurs zones partielles (21a,21b;34a,34b) de la surface de pression (19) sont électriquement conductrices et que la ou les autres zones partielles (22a,22b) sont électriquement isolantes. 2. Touche à effleurement (1;30) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la ou les zones partielles conductrices (21a,21b;34a,34b) est ou sont constituée(s) par un matériau électriquement conducteur, appliqué par impression sur la surface de pression (19) du matériau en forme de feuille élastique, et de préférence par un mélange électriquement conducteur de carbone amorphe et de caoutchouc silicone. 3. Touche à effleurement (1;30) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle les conducteurs électriques (23a,23b,24a,24b) sont disposés, conjointement avec une lampe (12) recouverte par la tête (5) de la touche, sur une plaquette à circuits imprimés (15), caractérisée en ce que les zones partielles conductrices (21a,21b;34a,34b) sont disposées sur la plaquette à circuits imprimés (15) en étant décalées par rapport aux électrodes (13a,13b) de la lampe (12) et à leurs points de soudure (13a/14a,13b/14b) de telle sorte que, même dans le cas d'un enfoncement incorrect de la tête (5) de la touche, seules les zones partielles électriquement isolantes de la surface de pression (19) peuvent venir en contact avec les électrodes (13a,13b) et les points de soudure (14a,14b) de la lampe (12). 4. Touche à effleurement (1;30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la surface de pression (19) possède une forme annulaire et que les zones partielles électriquement conductrices sont réalisées sous la forme de deux segments opposés (21a,21b;34a, 34b), séparés l'un de l'autre par les zones partielles isolantes (22a,22b). 5. Touche à effleurement (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins les zones partielles électriquement conductrices (34a,34b) de la surface de pression sont séparées de la cavité (11) de la tête de la touche, par un décrochement en renfoncement (32). 6. Clavier à effleurement (3) comportant plusieurs touches à effleurement (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la touche à effleurement (1) est formée d'un seul tenant par un matériau en forme de feuille.