Brevet FR2675025A1 — publié le 19921016

La présente invention concerne une semelle équipée d'un dispositif électronique lumineux clignotant et de son système d'alimentation. Cette semelle lumineuse est essentiellement destinée et à la signalisation de nuit, pour assurer la sécurité de l'utilisateur vis à vis des autres usagers de la route, et à la surveillance des enfants le soir. Mais elle peut tout simplement être considérée comme un accessoire plaisant et original. Sont surtout concernés les sportifs ( cyclistes, coureurs et marcheurs, etc...) et les enfants ( retour de l'école, promenade même accompagnée...). Le dispositif électrique bien connu utilisé pour les lampes de posche ( circuit comprenant pile, ampoule et interrupteur) n'a pas été retenu: L'autonomie d'un tel dispositif est de quelques heures, même en utilisant les piles les plus sophistiquées , et les plus chères, actuellement commercialisées, compte tenu du fait que la pile doit avoir un encombrement suffisamment faible pour être introduite dans une semelle. Un tel dispositif a donc de fortes chances de tomber en panne en cours d'utilisation, et ce fréquement, ce qui rend très précaire sa fonction de signalisation. Le dispositif électronique clignotant préconisé pallie à cet inconvénient, car: 1/ l'intensité du courant nécessaire à son alimentation est très faible: de l'ordre des dizaines de milli-ampères 2/ l'extinction qui se produit lors du clignotement est réglée très précisément par un multivibrateur, par exemple à 2 dixièmes de seconde pour 0,02 secondes d'éclairement,ce qui divise par 10 l'énergie conemmée. 11 en résulte que la consommation du dispositif électronique selon l'invention est très faible par rapport à la capacité (mAh) des piles utilisables vu leur encombrement. L'autonomie du dispositif préconisé peut ainsi atteindre une durée de l'ordre de 200 h. sans perte d'efficacité. Les ampoules électriques chauffent lorsqu'elles sont allumées, et cet échauffement est susceptible de détériorer la semelle; dans l'invention on n'utilise pas des ampoules mais des LED (Diodes Electro-Luminescentes) qui ne s'échauffent pas, on peut donc placer les LED directement au contact de la semelle ( et non dans une grande cavité ou dans un boîtier isolant), et il est inutile que l'orifice où elles sont placées débouche sur l'extérieur, ce qui permet, si la semelle est réalisée dans un matériau étanche, de respecter cette étancheité; l'utilisateur peut ainsi marcher dans l'herbe mouillée sans craindre de provoquer une panne. Un composant électronique particulier, l'interrupteur sensitif IP OE, est utilisé pour provoquer à chaque pas, lors de la montée du pied, une salve de clignotements rapides, avec à l'arrêt un clignotement continu tant que le pied appuie zur la semelle; Cet interrupteur sensitif, grâce à sa course extrêmement réduite et à sa miniaturisation, n'est pas perceptible par l'utilisateur, ce qui est indispensable lors de la pratique sportive. Le clignotement par salves, inbabituel, attire particulièrement l'attention. Est également mis à la dispositifon de l'utilisateur un inverseur à @ positions: une position autorise la mise en jeu de l'interrupteur sensitif; une autre correspond à un clignotement ininterrompu, indépendant de l'action de l'interrupteur sensitif, indispensable par exemple pour les cyclistes; la @ème position correspond à l'arrêt total , par exemple pour l'utilisation de jour. L'ensemble du dispositif électronique et de son alimentation tient en une seule pièce, ce qui facilite sa pose dans une cavité prévue à cette effet dans la semelle. Selon des modes particuliers de réalisation: 1 ) L'inverseur à 3 positions est supprimé, et on place en périphérie un inverseur à 2 positions à bouton poussoir avec position de maintien commandant la marche ou l'arrét; ce bouton poussoir étant situé, dans une semelle en matériau souple (élastomere par exemple), à faible distance de la surface externe de la semelle, peut être actionné à travers cette faible épaisseur de matériau souple. Ce procédé permet d'actionner la marche ou l'arrêt sans avoir à se déchausser, tout en respectant l'étanchéité de la semelle; il permet l'éclairage à la marche et/ou indépendant de la marche, selon des modes particuliers de réalisation explicités plus loin, à l'aide de figures. 2 ) Le circuit peut être miniaturisé ( par exemple en utilisant des Composants Montés en Surface). Fig.1 : Schéma électronique de principe. Fig2 et 3: dispositif selon l'invention; la fig.2 propose un plan d'implantation des composants sur le circuit; la fig.3 représente une vue d'en haut et une coupe de la semelle équipée du dispositif éclairant. Fig. 4,5,6: variantes du dispositif selon l'invention, utilisant une commande marche/arrêt périphérique à bouton poussoir. En référence à la fig. 1, un circuit intégré 555 (3) monté en multivibrateur astable fournit les impulsions qui vont animer le circuit. Les temps t1 et t2 pendant lesquels les LED (1) sont respectivement allumées et éteintes sont déterminés par les valeurs R4 et R5 des résistances (4) et (5) et la capacité C du condensateur (6) selon les formules: t1 = 0,693 x R5 x C t2 = 0,693 x ( R4 + R5) x C La luminosité des LED (1) est déterminée par la valeur de la résistance (2) en fonction de la tension d'alimentation . Le nombre des LED (1) n'est pas limité à 2. L'inverseur (9) a @ positions: - position de repos - position autorisant la charge du condensateur (7) lorsque l'interrupteur (10) est actionné, ce qui provoque une salve de clignotements des LED (1). - position où l'interrupteur (10) n'est plus opérationnel, le clignotement est ininterrompu. A titre d'exemple, liste des composants: (1) : LED LTL 10268 (intensité lumineuse 100 cdm) ou LED H 500 (500 cdm, technologie GaAIAs/GaAs) (2) : R 100 Ohme - 3 pas (3) : circuit intégrè ICL 7555 (4) : R 220k - 3 pas (5) : R 27k - 3 pas (6) : condensateur tantale 1 micro-farad (7) : condensateur tantale 4,7 micro-farads (8) : pile IEC 4LR61 (6V), ou, montées en série, 4 piles LR 03 1,5V, ou MR 9 1,35 V @ n modifiant la valeur de la résistance (2), et du condensateur (7) ), ou autre... (9) : inverseur à 3 positions RTE 0300 NOS (10) : interrupteur sensitif IP 03 Fig.3: Un circuit imprié " flex-rigide" est constitué d'une partie souple (1.1) et de deux parties rigides (1.2) et (1.3), assemblées par pression. La partie rigide (1.3) supporte l'interrupteur sensitif (10), connacté au reste du système par des fils (11) circulant dans la partie souple (1.1). L'interrupteur sensitif (10) est situé dans une zone où la pression nécessaire à sa mise en jeu s'exerce aussi bien lors de la marche que lore de la course. La partie rigide (1.2) supporte la (les) pile(5) (8), et le reste des composants électroniques dont les LED (1). L'ensemble, d'une seule pièce, est déosé dans une cavité prévue à cet effet dans la semelle. A la semelle (12), transparente, au moine au niveau des LED, est superposée une première (13) danz 1aquelle est pratiquée une fenêtre (14) taillée en biseau, qui permet l'accés à la pile (8) et à l'inverseur (9). Cette fenêtre est doublée d'une mousse (15). Une semelle de propreté peut être superposée. Si on le souhaite, on paut coller la face du circuit en contact avec la semelle avec une colle non conductrice, et immerger les composants électroniques de la partie 1.2 dans du silicone souple ou dans une résine appropriée. Fig.2; détail de la portion (1.2) de circuit imprimé. Un plan d'implantation des composants est proposé. La nomenclature est identique à celle de la figure 1. Aux bornes (16) sont reliées des languettes assurant les contacts avec la pile dont on a figurè le contour (8). Au circuit sont fixées 2 cloisons verticales (17) formant boîtier et une cloison horizontale (18) s'adaptant à la gorge prévue à cet effet sur la pile. Fig.4,5,6: Dans ces autre modes de réalisation, un inverseur périphérique à bouton poussoir (19), soudé sur une portion de circuit rigide et relié au reste du système par des fils circulant dans une portion de circuit souple, commande la marche ou l'arrêt : - Fig.4, il ne commande qu'un clignotement continu. - Fig.5, il est associé à l'interrupteur (10), et permet ou non l'éclairage par appui du pied au sol. - Fig.6, il est associé à l'interrupteur (10), et à un autre inverseur à 2 positions (20) ( comme lui périphérique à bouton poussoir commandé par l'extérieur, ou simplement accessible par une fenêtre pratiquée dans la première de montage), qui commande soit l'éclairage par appui du pied au sol, soit l'éclairage indépendant de l'interrupteur (10). Ces exemples de mode de réalisation illustrent un concept unique, en montrant que la taille du système et la disposition de ses éléments peuvent varier en utilisant des techniques différentes de montage des composants (miniaturisation), des piles de volume différent, des organes de commande différents, afin d'optimizer l'adaptation du système à des semelles de structure et destination diverses. R E V E N D I C A T I O N S 1/ Semelle lumineuse caractérisée en ce que la lumière est fournie par un dispositif électronique constitué entre autres éléments d'un circuit intégré monté en multivibra teur (3), de Diodes Electro Luminescentes (1), et pourvu d'organes (9),(19),(20),(10), selon le cas, commandant les fonctions d'éclairage par appui du pied au sol sans extinction à plat et(ou) d'éclairage indépendant de la marche, et d'une alimentation (8) de forte capacité par rapport à sa consommation. 2/ Semelle lumineuse selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif électronique est actionné lors de l'appui du pied sur le sol par un interrupteur sensitif miniature de faible course (10). 3/ Semelle lumineuse selon les revendications précédentes caractérisée en ce qu'un inverseur à 3 positions (9) commande soit l'arrêt total, soit un clignotement par salves dépendant de l'interrupteur sensitif (10), soit un clignotement ininterrompu, indépendant de l'action de l'interrur sensitif (10). 4/ Semelle lumineuse selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'aucun élément du dispositif électronique lumineux ni ses organes de commande n'est extériorisé, l'étanchéité des surfaces externes étant assurée uniquement par le choix des matériaux constituant la semelle. 5/Semelle lumineuse selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'elle est actionnée par un ou deux inverseurs, (19) et éventuellement (20), munis d'un bouton poussoir que l'on manoeuvre depuis l'extérieur de la semelle au travers d'une faible épaisseur de matériau souple.