Brevet FR2734398A1 — publié le 19961122

f La présente invention concerne un commutateur électrique. L'invention concerne notamment un commutateur à actionnement latéral, de très petites dimensions, du type comportant un support porte-contacts qui délimite un logement dans le fond sensiblement plan duquel sont disposés au moins deux contacts électriques fixes et qui reçoit un organe de déclenchement de forme générale bombée qui est déformable élastiquement à partir d'une position de repos, selon une direction sensiblement perpendiculaire au fond du logement, pour établir une liaison électrique entre les deux contacts fixes, et du type comportant un poussoir d'actionnement monté coulis- sant par rapport au support, selon une direction latérale parallèle au fond du logement, pour agir sur l'organe de déclenchement, par l'intermédiaire de moyens mécaniques qui transforment l'effort d'actionnement exercé sur le poussoir en un effort perpendiculaire de déclenchement appliqué à l'organe de déclenchement, à partir d'une position de repos vers laquelle il est rappelé élastique- ment. On connaît un exemple d'un tel commutateur dans lequel les moyens de transformation de la direction latérale de l'effort d'actionnement sont constitués par une partie articulée du poussoir qui coopère avec une rampe formée par découpe dans la paroi supérieure d'un capot du commutateur. Cette conception n'est pas satisfaisante dans la mesure o la découpe dans le capot empêche une préhension aisée par aspiration du commutateur, notamment lors des opérations de report à plat sur une carte à circuit imprimé. De plus, la réalisation du poussoir avec une partie articulée reliée au corps du poussoir par une portion amincie formant charnière d'articulation est délicate et elle nécessite d'assurer un guidage très précis du poussoir. L'invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients. Dans ce but, l'invention propose un commutateur à actionnement latéral du type mentionné précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte un levier d'actionnement monté articulé par rapport au support autour d'un axe parallèle au fond du logement, dont un point d'appui coopère avec l'organe de déclenchement et dont le point d'application de la force motrice par le poussoir coopère avec une portion du poussoir en forme de rampe inclinée, et en ce que le levier est rappelé élastiquement vers sa position de repos. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - l'axe de pivotement du levier est perpendiculaire à la direction de coulissement du poussoir; le levier est réalisé sous la forme d'une lame métallique déformable élastiquement dont une extrémité est fixée par rapport au support, et qui s'étend au- dessus de l'organe de déclenchement; - la lame comporte un tronçon de fixation qui se prolonge par un tronçon actif en forme de boucle dont une portion coopère avec la rampe du poussoir et dont une portion coopère avec la partie centrale en regard de l'organe de déclenchement; - le tronçon de fixation présente un profil en U dont une branche rectiligne est fixée sur le support et dont l'autre branche rectiligne s'étend sensiblement parallèlement au fond du logement et se prolonge par le tronçon actif en forme de boucle qui est agencé en regard de la branche coudée du tronçon de fixation et au-dessus de l'organe de déclenchement; - la lame est réalisée en une seule pièce avec une plaque qui recouvre la face supérieure du porte-contacts dans laquelle est formé le logement et qui comporte une ouverture agencée en regard de la partie centrale de l'organe de déclenchement pour le passage du tronçon actif de la lame; - la branche rectiligne de fixation de la lame appartient au corps de la plaque et se prolonge au-dessus de cette dernière par la branche coudée du tronçon de fixation en U; - le poussoir est monté coulissant sur la face supérieure de la plaque; - la face supérieure de la plaque comporte des pattes de guidage en coulissement du poussoir et des moyens de butée qui limitent les déplacements du poussoir par rapport à la plaque; - les moyens de butée comporte une patte de butée qui est reçue en coulissement dans une fente longitudi- nale formée dans la face inférieure du poussoir en appui sur la plaque et qui est susceptible de coopérer avec les extrémités opposées de la fente pour déterminer la position de repos du poussoir et la course maximale d'actionnement du poussoir; - le commutateur comporte un capot dont une paroi supérieure pleine s'étend au-dessus du poussoir, parallè- lement au fond du logement, et dont des faces latérales s'étendent verticalement le long des bords latéraux de la plaque et le long des faces latérales du porte- contacts; - le capot est réalisé en tôle découpée et pliée et certaines de ses faces latérales comportent des paires de pattes transversales entre lesquelles le corps du porte-contacts et la plaque sont immobilisés verticale- ment l'un par rapport à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront à la lecture de la description détail- lée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective éclatée des différents composants d'un commutateur à actionnement latéral réalisé conformément aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective et à plus grande échelle du commutateur en position assemblée; - la figure 3 est une vue à grande échelle, en section selon la ligne 3-3 de la figure 2, du porte- contacts du commutateur; - la figure 4 est vue à grande échelle et en section par le plan vertical médian P de la figure 2, qui illustre une partie de détail de la lame de commande de l'organe de déclenchement; - la figure 5 est une vue en section selon la ligne -5 de la figure 2 qui illustre le poussoir en cas de repos; - la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5 qui illustre le commutateur en position de déclenchement; et - la figure 7 est une vue similaire à celle des figures 5 et 6 qui illustre le commutateur en position de surcourse d'actionnement. On a représenté sur la figure 1 un support porte- contacts 10 qui, selon une conception connue, est constitué pour l'essentiel par un corps ou boîtier 12 réalisé par moulage en matière plastique isolante et de forme parallélépipédique rectangle. Le corps 10 est délimité par des faces latérales 14 et 16, par une face inférieure 18 et par une face supérieure horizontale 20 dans laquelle s'ouvre un logement 22. Le logement 22 est délimité par une paroi préri- phérique 24 de contour rectangulaire et par un fond 26 qui est sensiblement plan et parallèle à la face supé- rieure 20. Le corps 12 est réalisé par surmoulage sur deux éléments conducteurs. Un premier élément conducteur comporte une extré- mité 28 de raccordement, qui s'étend à l'extérieur du corps 12 depuis une face latérale 16, pour permettre le montage du commutateur sur une carte à circuit imprimé (non représentée), par exemple selon la technique du report à plat des composants, et comporte une extrémité de contact fixe 30 qui est agencée dans le fond 26 du logement 22 sensiblement au centre de ce dernier et légèrement en relief par rapport au fond 26. Un second élément conducteur comporte une extrémité 32 de raccordement et une extrémité de contact fixe 34 agencée dans le fond 26 au voisinage de la paroi 24 et en relief par rapport au plan du fond 26. Le logement 22 est dimensionné pour recevoir un organe de déclenchement 36. L'organe 36 est, selon une conception connue, un élément en matériau conducteur de forme générale bombée qui prend appui contre le fond 26 par son bord latéral inférieur 38 de contour rectangulaire et dont le sommet central 40 s'étend au-dessus du contact fixe 30. Plus précisément, l'organe de déclenchement 36 prend appui par son bord 38 sur le contact fixe 34 et sur une partie en relief 35 du fond 26 du logement 22 située sensiblement à la même altitude que le contact fixe 34. La concavité de l'organe de déclenchement 36 est tournée vers le fond 26 et l'organe est susceptible d'être déformé, à l'encontre de son élasticité propre, selon une direction verticale de déclenchement V, pour établir une liaison électrique entre le contact fixe 30 et 34. L'organe de déclenchement change d'état de manière brusque, au-delà d'une course déterminée de déclenche- ment, de manière à transmettre à l'utilisateur une sensation tactile de son déclenchement. En position de repos, la hauteur de l'organe 36 est inférieure à la profondeur du logement 22 et ce dernier est recouvert par un film de protection et d'étanchéité 42 qui recouvre la face supérieure 20 du support 12. Le film 42 est réalisé en matériau souple de manière à permettre d'agir sur l'organe 36, le film comportant en outre une face adhésive assurant son étanchéité avec la face supérieure 20, et donc l'étan- chéité du logement 22 dans lequel est disposé l'organe de déclenchement 36. Des moyens d'actionnement de l'organe 36 constitués pour l'essentiel par un poussoir 44 d'actionnement et par une plaque de commande 46 comportant un levier de commande 48 interposé entre le poussoir 44 et l'organe de déclenchement 36. La plaque de commande 46 est une plaque métallique réalisée par découpe et pliage et dont le contour rectangulaire est sensiblement de mêmes dimensions que celles du support 12. La plaque 46 est délimitée par des bords latéraux à 54 et elle comporte un trou central 56 qui s'étend au droit et au-dessus de la partie centrale bombée 40 de l'organe de déclenchement 36. Au voisinage de son bord latéral 52, la plaque 46 comporte une patte de butée 58 qui est repliée verticale- ment à angle droit au-dessus de la face supérieure 60 de la plaque 46. La patte 58 s'étend dans un plan vertical médian P qui est le plan de symétrie de la conception du commuta- teur, à l'exception de la disposition des contacts fixes et 34 (voir figure 3). >u voisinage de son bord latéral 50, opposé au bord 52, la plaque 46 comporte deux pattes de guidage opposées 62 qui s'étendent au-dessus de la face supérieure 60 et qui sont agencées symétriquement de part et d'autre du plan P. Conformément aux enseignements de l'invention, la plaque de commande 46 comporte un levier de commande 48 réalisé venu de matière avec la plaque 46. Le levier 48 est réalisé sous la forme d'une lame déformable élastiquement comportant un tronçon de fixation 64 et un tronçon actif 66 avec lequel coopère le poussoir 44 et qui est conçu pour agir sur l'organe de déclenchement 36. Le tronçon de liaison 64 présente un profil sensiblement en forme de U majuscule couché horizontale- ment parallèlement au plan de la plaque 46. Le tronçon 64 comporte une première branche rectiligne 68 qui appartient au corps de la plaque 46. La branche rectiligne 68 se prolonge par la branche coudée 70 qui s'étend au-dessus de la face supérieure 60 et sensiblement au droit du bord latéral 50. Le pliage de la partie coudée 70 est rendue possible grâce à deux fentes de courte longueur 72 qui s'étendent, parallèlement au plan P, depuis le bord 52. Le tronçon 64 comporte une seconde branche rectili- gne 74 parallèle à la branche 68 et qui se prolonge par le tronçon actif en forme de boucle 66. Cette conception permet à la lame de commande de se comporter sensiblement comme une poutre encastrée susceptible de fléchir transversalement pour constituer un levier pivotant autour d'un axe X-X situé sensiblement dans la zone de raccordement entre les branches 70 et 74. L'axe X-X est sensiblement parallèle à la face supérieure 60 de la plaque 46 et perpendiculaire à la direction horizontale H de coulissement latéral du poussoir 44. La partie active 66 est une boucle comportant une première portion incurvée 76, à partir de la branche 74 dont la convexité est prévue pour coopérer avec le poussoir 44 et pour constituer le point d'application de la force d'actionnement sur le levier 48. Le tronçon actif 66 comporte une seconde portion incurvée 78 agencée en regard du trou 56, dans le plan de la plaque 46, et qui constitue le point d'appui du levier 48 susceptible de coopérer avec la partie centrale 40 de l'organe de déclenchement 36. Enfin, la boucle 66 se termine par un bord d'extré- mité 80 agencé sensiblement en regard de la face 75 de la branche 74 et à proximité de cette dernière. Le poussoir 44 est une pièce moulée en matière plastique de forme général parallélépipédique rectangle qui est délimitée par une face inférieure 82 qui prend appui sur la face supérieure 60 de la plaque de commande 46, une face supérieure parallèle 84, deux faces latéra- les longitudinales 86, par une face latérale d'actionne- ment 88 et par une face d'extrémité 90. La largeur séparant les faces 86 est telle que le corps du poussoir est guidé en coulissement entre les pattes de guidage 62 de la plaque 46. La partie d'extrémité 90 du poussoir 44 comporte une encoche centrale débouchante 92 qui est délimitée longitudinalement par une rampe 94 inclinée à environ 450 et qui est prévue pour coopérer avec la portion incurvée 76 de la boucle 66 du levier 48. Une rainure ou fente longitudinale 96 est formée dans la face inférieure 82 du poussoir 44 et elle reçoit la patte de butée 58 de la plaque 46. La rainure 96 est délimitée longitudinalement par un bord d'extrémité 98 avec lequel la patte 58 est en butée pour définir la position de repos du poussoir 44 vers laquelle il est rappelé élastiquement par le levier 48 qui agit sur la rampe 94. La rainure 96 est également délimitée par son bord opposé 100 avec lequel coopère la patte 58 pour limiter la course d'actionnement du poussoir 44, de la droite vers la gauche en considérant les figures. L'ensemble des composants 10, 42, 46 et 44 est maintenu empilé verticalement et assemblé par un capot 102 réalisé sous la forme d'une pièce en tôle découpée et pliée. Le capot comporte une paroi horizontale supérieure plane, pleine et rectangulaire 104 qui s'étend au-dessus de la face supérieure 84 du poussoir 44 et au-dessus de la plaque 46. La paroi supérieure 104 est continue et elle permet une préhension aisée, par exemple par aspiration, du commutateur pour son positionnement précis et automatisé sur une carte à circuit imprimé, et ceci malgré les très petites dimensions du commutateur. La paroi 104 se prolonge verticalement par deux parois latérales longitudinales 106 qui s'étendent en regard des bords 54 de la plaque 46 et en regard des faces latérales 16 du porte-contacts. La paroi supérieur 104 se prolonge également par deux parois latérales verticales transversales 108 qui s'étendent en regard des bords 50 et 52 de la plaque 46 et en regard des faces latérales 14 du porte-contacts 10. Les parois 108 comportent chacune une découpe centrale 110 pour le passage du corps du poussoir 44, qui s'étend verticalement jusqu'au bord inférieur 112. Les bords verticaux et parallèles 114 de la découpe sont également découpés pour former deux paires de pattes 116, 118 qui sont légèrement rabattues transver- salement vers l'intérieur du capot 102. Les pattes inférieures 118 permettent de sertir le capot 102 en position montée sur le porte-contacts 10 dont le corps 12 comporte, dans ses faces latérales 14, des encoches 120 qui reçoivent les pattes 118. Les bords inférieurs 122 des pattes 116 coopèrent avec les portions en vis-à-vis de la face supérieure 60 de la plaque 46 pour maintenir cette dernière plaquée verticalement contre la face supérieure 20 du corps 12, avec interposition du film 42. On décrira maintenant le mode de fonctionnement du commutateur en se reportant aux figures 5 à 7. Dans la position de repos illustrée à la figure 5, le commutateur est en position de repos et l'organe de déclenchement 36 est à l'état libre. A partir de cette position de repos, l'utilisateur agit sur le poussoir 44 en lui appliquant directement ou indirectement un effort d'actionnement sur sa face 88 selon la direction latérale de coulissement H, de la droite vers la gauche. Le poussoir 44 coulisse jusqu'à sa position de déclenchement illustrée à la figure 6. Au cours de ce coulissement le levier 48 pivote dans le sens horaire sensiblement autour de l'axe X-X. La lame 48 se déforme élastiquement et le tronçon incurvé 78 se déplace verticalement, selon la direction V et à travers le trou 56, pour venir agir sur la partie centrale 40 du dôme 36. L'action sur l'organe de déclenchement 36 provoque le changement d'état illustré à la figure 6 dans lequel il établit une liaison électrique entre les contacts fixes 30 et 34 avec une transmission forte de l'effet tactile du à son brusque changement d'état. Si l'on poursuit l'application d'un effort d'ac- tionnement au-delà de la position de commutation illus- trée à la figure 6, la course du poussoir 44 est limitée par la patte de butée 58 qui vient en butée contre le bord d'extrémité 100 comme cela est illustré à la figure 7. La surcourse d'actionnement ne provoque donc pas de détérioration de l'organe 36 car la boucle 66 présente une capacité propre de déformation élastique. Lorsque l'on relâche l'effort d'actionnement, la lame 48 restitue l'énergie qu'elle a emmagasinée lors de l'actionnement pour retrouver son état de repos, en pivotant globalement autour de l'axe X-X dans le sens anti-horaire, et pour repousser le poussoir 44 de la gauche vers la droite du fait de l'agencement de la rampe 94. La conception du commutateur selon l'invention est particulièrement compacte. Ainsi, sa hauteur totale est inférieure à environ 1,7 mm et sa largeur selon la direction H, est inférieure à 3 mm. L'assemblage des composants et le positionnement relatif des éléments mobiles est particulièrement simple du fait de la conception de la plaque de commande 46. REVENDICATIONS 1. Commutateur électrique du type comportant un support (10, 12) portecontacts (30, 34) qui délimite un logement (22) dans le fond (26) sensiblement plan duquel sont disposés au moins deux contacts électriques fixes (30, 34) et qui reçoit un organe de déclenchement (36) de forme générale bombée qui est déformable élastiquement à partir d'une position de repos, selon une direction (V) sensiblement perpendiculaire au fond (26) du logement (22), pour établir une liaison électrique entre les deux contacts fixes (30, 34), et du type comportant un poussoir d'actionnement (34) monté coulissant par rapport au support (10, 12) selon une direction (H) parallèle au fond (26) du logement (22), pour agir sur l'organe de déclenchement (36), par l'intermédiaire de moyens mécaniques (48) qui transforment l'effort d'actionnement exercé sur le poussoir (44) en un effort perpendiculaire de déclenchement appliqué à l'organe de déclenchement (36), à partir d'une position de repos vers laquelle il est rappelé élastiquement, caractérisé en ce qu'il comporte un levier (48) d'actionnement monté articulé par rapport au support (10, 12) autour d'un axe (X-X) parallèle au fond (26) du logement (22) dont un point d'appui coopère avec l'organe de déclenchement (36, 40), dont le point d'application de la force motrice par le poussoir (44) coopère avec une portion (90, 94) du poussoir (44) en forme de rampe inclinée (94), et en ce que le levier (48) est rappelé élastiquement vers sa position de repos. 2. Commutateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (X-X) du levier (48) est perpendiculaire à la direction (H) de coulisse- ment du poussoir (44). 3. Commutateur électrique selon l'une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce que le levier est réalisé sous la forme d'une lame métallique déformable élastiquement (48) dont une extrémité (64) est fixée par rapport au support (10, 12), et qui s'étend au-dessus de l'organe de déclenchement (36, 40). 4. Commutateur électrique selon la revendication 3, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la lame comporte un tronçon (64) de fixation qui se prolonge par un tronçon (66) en forme de boucle dont une portion (76) coopère avec la rampe (94) du poussoir (44) et dont une portion (78) coopère avec la partie centrale en regard (40) de l'organe de déclenche- ment (36). 5. Commutateur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le tronçon de fixation (64) présente un profil en forme de (U) dont une branche rectiligne (68) est fixée sur le support (10, 12) et dont l'autre branche rectiligne (74) s'étend sensiblement parallèlement au fond (26) du logement (22) et se prolonge par le tronçon actif en forme de boucle (66) qui est agencé en regard de la branche coudée (70) du tronçon de fixation (64) et au-dessus de l'organe de déclenche- ment (36, 40). 6. Commutateur électrique selon l'une des revendi- cations 4 ou 5, caractérisé en ce que la lame (48) est réalisée en une seule pièce avec une plaque (46) qui recouvre la face supérieure (20) du porte-contacts (10, 12) dans laquelle est formé le logement (22) et qui comporte une ouverture (56) agencée en regard de la partie centrale (40) de l'organe de déclenchement (36) pour le passage du tronçon actif (66, 78) de la lame (48). 7. Commutateur électrique selon la revendication 6, prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que la branche rectiligne (68) de fixation de la lamte appartient au corps de la plaque (46) et se prolonge au-dessus de cette dernière par la branche coudée (70) du tronçon de fixation en U. 8. Commutateur électrique selon l'une des revendi- cations 6 ou 7, caractérisé en ce que le poussoir (44) est monté coulissant sur la face supérieure (60) de la plaque (46). 9. Commutateur électrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la face supérieure (60) de la plaque (46) comporte des pattes (62) de guidage en coulissement du poussoir (44) et des moyens (58) de butée qui limitent les déplacements du poussoir (44) par rapport à la plaque (46). 10. Commutateur électrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de butée comportent une patte de butée (58) qui est reçue en coulissement dans une fente longitudinale (96) formée dans la face inférieure (82) du poussoir (44) en appui sur la plaque (46, 60) et qui est susceptible de coopérer avec les extrémités opposées (98, 100) du poussoir (44) pour déterminer la position de repos du poussoir (44) et la course maximale d'actionnement du poussoir. 11. Commutateur électrique selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comporte un capot (102) dont une paroi supérieure pleine (104) s'étend au-dessus du poussoir (44), parallèlement au fond (26) du logement (22), et dont des faces latéra- les (106, 108) s'étendent verticalement le long des bords latéraux (50, 52, 54) de la plaque (46) et le long des faces latérales (14, 16) du porte-contacts (10, 12). 12. Commutateur électrique selon la revendication 11, caractérisé en ce que le capot (102) est réalisé en tôle découpée et pliée, et en ce que certaines de ses faces latérales (108) comportent des paires de pattes (118, 116) transversales entre lesquelles le corps (12) du porte- contacts (10) et la plaque (46) sont immobilisés verticalement l'un par rapport à l'autre.