Brevet FR2750792A1 — publié le 19980109

L'invention concerne une unité d'actionnement pour un appareil électrique, au moyen de laquelle on peut commander et régler celui-ci, et en particulier une unité d'actionnement pour un composant de véhicule automobile, qui est de préférence une installation de climatisation d'un véhicule. On connaît dans le domaine de l'électronique de loisirs, des appareils ménagers ou des techniques automobiles des commutateurs ou unités d'actionnement à touches pour des appareils électriques. Ces unités d'actionnement présentent en général une plaque frontale avec un côté avant et un côté arrière. Sur le côté avant de la plaque frontale sont agencés des éléments d'actionnement de commutation mobiles. Par sa face arrière, la plaque est appliquée contre une platine de circuit, ou une paroi arrière similaire, qui présente des surfaces de contact associées aux éléments d'actionnement de commutateur pour déclencher une fonction de commutation. La totalité des surfaces de contact de commutateur sont ici palpées par un microprocesseur ou par une unité de commande centrale et elles sont interrogées pour savoir s'il existe un court-circuit, ou pour connaître la tension ou encore la résistance électrique présente entre les surfaces de contact. Sur la platine de circuit est posé un matelas de commutation en matériau capable de reprendre sa forme de façon élastique. Ce matelas de commutation présente une feuille avec plusieurs saillies ou éléments de poussoir qui sont reliés d'une seule pièce avec la feuille. Les éléments de poussoir sont reliés de manière flexible et en déplacement élastique avec la feuille à leurs extrémités tournées vers la feuille au moyen de charnières en film périphériques. La face inférieure de la feuille, appliquée sur la platine de circuit, présente des évidements dans la région des éléments de poussoir, tandis que les éléments de poussoir qui se terminent dans les évidements comportent des saillies de contact avec des surfaces de contact qui servent à venir en contact et former des ponts entre les surfaces de contact de commutation de la platine de circuit, lorsqu'une force de poussée dirigée vers la platine de circuit agit sur les éléments de poussoir. Des unités d'actionnement du genre précité avec des matelas de commutation ont fait leurs preuves dans leur principe. Pour limiter le déplacement des éléments d'actionnement de commutateur on prévoit en général des butées réalisées sur la plaque frontale. L'agencement de ces butées et la réalisation qui en découle des éléments d'actionnement de commutateur ainsi que de la plaque frontale compliquent la fabrication de l'unité d'actionnement. En outre, les butées ont un effet comparativement dur, ce qui a se traduit par un inconvénient sur le toucher de l'unité d'actionnement. L'invention a pour objectif de réaliser une unité d'actionnement pour la commande d'un appareil électrique, qui se distingue par un toucher amélioré lorsqu'on actionne les éléments d'actionnement de commutation. Pour atteindre cet objectif, on propose avec l'invention une unité d'actionnement pour un appareil électrique, en particulier pour un composant de véhicule automobile, tel que par exemple une installation de climatisation de véhicule, comprenant: - une plaque frontale qui présente une face avant et une face arrière; - plusieurs éléments d'actionnement de commutation qui sont agencés de façon mobile dans des ouvertures de réception de la plaque frontale; - une platine de circuit agencée sur la face arrière de la plaque frontale, qui comporte des surfaces de contact de commutation associées aux éléments d'actionnement pour déclencher une fonction de commutation; et - un matelas de commutation agencé sur la platine de circuit et réalisé en matériau élastique et capable de reprendre sa forme, ledit matelas comportant une feuille qui présente une face supérieure tournée vers la plaque frontale et plusieurs éléments de poussoir reliés d'une seule pièce à la feuille tout en étant capables de se déplacer de façon élastique, lesquels sont associés aux éléments d'actionnement de commutation, lesdits éléments de poussoir étant susceptibles de se déplacer par rapport à la feuille lors de l'application d'une force de poussée dirigée vers la platine de circuit, et présentant des surfaces de contact destinées à venir en contact et à ponter les surfaces de contact de la platine de circuit lors de l'application de la force de poussée, dans laquelle: - les éléments d'actionnement de commutation sont réalisés sous forme d'éléments en capuchon ouverts d'un côté et présentant un bord de butée qui entohre l'ouverture; - les éléments de poussoir du matelas de commutation sont reçus par les éléments en capuchon; et - sur la face supérieure de la feuille du matelas de commutation sont prévues des saillies de butée réalisées d'une seule pièce avec la feuille, pour venir en contact contre les bords de butée des éléments en capuchon et pour limiter le déplacement des éléments en capuchon lors de l'application d'une force de poussée sur les éléments en capuchon en direction de la platine de circuit. Des caractéristiques de réalisation avantageuses de l'invention sont indiquées dans le reste de la présente demande. Dans l'unité d'actionnement de l'invention, la feuille du matelas de commutation présente sur sa face avant, tournée vers les éléments de poussoir et vers la plaque frontale, plusieurs saillies de butée pour venir en contact contre les éléments d'actionnement de commutation. À chaque élément de poussoir est ici associé au moins un élément de butée de la feuille du matelas de commutation. De préférence, on associe à chaque élément de poussoir plusieurs saillies de butée, qui sont agencées en répartition régulière et en particulier symétriquement autour de chaque élément de poussoir. Les éléments d'actionnement de commutation de l'unité d'actionnement selon l'invention sont réalisés sous forme d'éléments en capuchon, ouverts d'un côté, avec une paroi frontale fermée, tournée vers la face avant de la plaque frontale, et avec une paroi frontale ouverte, délimitée par un bord de butée qui coopère avec les saillies de butée de la feuille du matelas de commutation. Les éléments en capuchon sont enfilés par-dessus les éléments du matelas de commutation, et les extrémités libres des éléments de poussoir sont appliquées depuis l'intérieur contre les parois frontales fermées des éléments de capuchon. Sans application d'une force de poussée, les bords de butée des éléments en capuchon sont écartés des saillies de butée de la feuille du matelas de commutation. Lorsqu'on enfonce un élément d'actionnement de commutation, c'est-à-dire lorsqu'on exerce une force de poussée sur un élément en capuchon en direction de la platine de circuit, il se produit tout d'abord une déformation de la liaison en charnière de film flexible entre l'élément de poussoir et la feuille du matelas de commutation, et donc un déplacement relatif de l'élément de poussoir par rapport à la feuille du matelas de commutation. Ce déplacement de l'élément de poussoir se termine sensiblement à l'instant auquel les surfaces de contact de l'élément de poussoir s'appliquent contre les surfaces de contact de commutation qui leur sont associées de la platine de circuit. Dans cette situation, la distance entre le bord de butée de l'élément en capuchon et la saillie de butée qui lui est associée sur la feuille du matelas de commutation est plus petite que dans la position de départ avant application de la force de poussée. Une poursuite de l'enfoncement de l'élément en capuchon a pour effet que son bord de butée parvient en contact avec la (au moins une) saillie de butée de la feuille du matelas de commutation. Comme cette saillie de butée, tout comme la totalité du matelas de commutation, est constituée d'un matériau élastique, il se produit une butée "souple", et donc une limitation souple du déplacement de l'élément en capuchon et de l'élément de poussoir. Par la taille de la (au moins une) saillie de butée de la feuille, ainsi que par le nombre des saillies de butée prévues par élément en capuchon sur la feuille du matelas de commutation, on peut influencer le toucher de butée. Ceci améliore de façon tout à fait décisive le confort d'utilisation de l'unité d'actionnement selon l'invention. Dans l'unité d'actionnement de l'invention, les butées des éléments d'actionnement font partie intégrante du matelas de commutation. Du côté du matelas de commutation, on ne constate aucun frais supplémentaire notable pour la production, puisque les saillies de butée sont réalisées par une modification minime du moule de coulée par injection au moyen duquel on produit le matelas de commutation. Au contraire, on constate au niveau de la plaque frontale des économies sur les frais d'outillage et donc des réductions des coûts de fabrication, dans une mesure tout à fait considérable. En réalité, cette plaque frontale n'a plus besoin d'être dotée de butées pour les éléments d'actionnement de commutation, ce qui a également pour conséquence de simplifier la construction des éléments d'actionnement eux-mêmes. En fait, il est seulement nécessaire de monter ces éléments sur la face avant de la plaque frontale de manière assurée contre une chute. Ceci peut être à son tour réalisé d'une manière comparativement simple par le fait que les éléments en capuchon présentent une bride qui dépassent vers l'extérieur, et en particulier une bride annulaire périphérique, qui est appliquée depuis la face arrière contre le bord de l'ouverture de réception qui reçoit l'élément en capuchon respectif dans la plaque frontale, et qui empêche ainsi une chute des éléments en capuchon hors de la plaque frontale. La réalisation intégrée des butées des éléments d'actionnement dans le matelas de commutation présente en outre l'avantage que l'on peut augmenter la densité des éléments d'actionnement de la plaque frontale, c'est-à-dire que l'on peut rapprocher de manière plus dense les éléments d'actionnement de commutation. La raison en est que la plaque frontale elle-même n'a pas besoin de présenter d'éléments structurels pour la butée des éléments d'actionnement, et que l'on peut de cette manière économiser de la place. Un autre avantage du matelas de commutation de l'unité d'actionnement de l'invention devient clair lorsqu'on pense à la possibilité d'utiliser les éléments de poussoir pour la transmission de lumière afin d'éclairer depuis l'arrière des symboles qui sont intégrés dans les éléments de commutation. Dans ce cas, le matelas de commutation est réalisé en matériau transparent, qui présente par ailleurs les propriétés mécaniques indiquées ci-dessus, quant à l'élasticité et la capacité à reprendre sa forme. Pour l'éclairage postérieur, on agence sur la platine de circuit des éléments émetteurs de lumière sous forme de diodes luminescentes qui sont placées à l'opposé des éléments de poussoir. En raison de l'agencement des diodes luminescentes, on doit prévoir que les saillies des éléments de poussoir qui présentent les surfaces de contact portantes vis-à-vis de la platine de circuit soient réalisées de petit format. Ces saillies à sections comparativement petites ne peuvent pas encaisser les forces de pression qui se produisent lors de l'actionnement des éléments d'actionnement de commutation et se déforment de manière incontrôlée, ce qui affecte négativement la fiabilité du contact et le pontage des surfaces de contact de la platine de circuit. Les saillies de butée, réalisées conformément à l'invention sur la face supérieure de la feuille du matelas de commutation, encaissent de manière fiable les forces de pression qui agissent lors de l'enfoncement sur les éléments d'actionnement, qui sont ici guidés en déplacement libre sur la plaque frontale, et elles empêchent après mise en contact des surfaces de contact des éléments de poussoir avec les surfaces de contact de la platine de circuit une déformation indésirée des saillies des poussoirs qui portent les surfaces de contact de commutation. Dans ce qui suit, on va expliquer plus en détail un mode de réalisation de l'invention en se rapportant aux figures. Ces dernières montrent dans le détail: figure 1 une vue avant sur la plaque frontale d'une unité d'actionnement pour la commande d'une installation de climatisation de véhicule automobile; figure 2 une coupe le long de la ligne II-II à la figure 1 figure 3 une vue de devant de l'unité d'actionnement, tandis que la plaque frontale est enlevée, en direction du matelas de commutation et de la platine de circuit située au-dessous; et figure 4 une coupe le long de la ligne IV-IV à la figure 1, tandis que l'élément d'actionnement de commutation est enfoncé pour déclencher un contact de commutation. Dans la figure 1 est montrée une vue de devant vers la plaque frontale d'une unité d'actionnement 12 pour une installation de climatisation d'un véhicule automobile. La plaque frontale 10 comporte une pluralité d'éléments d'actionnement 14 qui portent chacun des symboles éclairés 16. La situation de fonctionnement actuelle respective de l'installation de climatisation est indiquée de façon optique sur un affichage 18 en deux parties. La plaque frontale 10 est mise en place dans l'ouverture d'un boîtier 20 (voir les figures 2 et 3). D'après la figure 2, on a prévu sur la face arrière de la plaque frontale 10 une platine de circuit 22, qui est enclenchée avec cette plaque frontale 10. Sur la platine de circuit 22 est posé un matelas de commutation 24 qui comporte une feuille 26 et des éléments de poussoir 28 dépassant en direction de la plaque frontale 10. Comme on peut le voir en particulier à l'aide de la figure 2, les éléments de poussoir 28 sont reliés d'une seule pièce avec la feuille 26 du matelas de commutation 24 au moyen de charnières en film 30 périphériques. Dans le prolongement des éléments de poussoir 28, la feuille 26 présente des évidements 34 au niveau de sa face arrière 32 appliquée contre la platine 22. Dans ces évidements 34 pénètrent deux saillies de contact 36 par élément de poussoir 28, avec des surfaces de contact 38. Ces surfaces de contact 38 coopèrent avec une paire respective de surfaces de contact de commutation correspondantes 40, qui sont réalisées sur la platine 22 à l'opposé des surfaces de contact 38. En outre, on a prévu sur la platine de circuit 22 à l'opposé des éléments de poussoir 28 des diodes luminescentes 42 pour émettre de la lumière en direction des éléments de poussoir 28. Le matelas de commutation 24, et en particulier les éléments de poussoir 28, est réalisé en un matériau transparent, qui présente un effet conducteur de lumière et un effet diffuseur de lumière. Grâce à ceci, on peut éclairer les symboles 16 des éléments d'actionnement 14 depuis l'arrière, ce qui a par exemple lieu lorsqu'on enclenche l'éclairage de nuit (éclairage de recherche). L'affichage 18 est éclairé par l'arrière au moyen de diodes luminescentes 44, qui sont également montées sur la platine 22. Comme il ressort en particulier de la figure 2, chaque élément d'actionnement de commutation est réalisé sous forme d'un élément en capuchon 46, qui présente une paroi frontale 50, agencé dans la face avant 48 de la plaque frontale 10, cette paroi frontale étant fermée et portant le symbole 16, et une ouverture 54 dirigée vers la face arrière 52 de la plaque frontale 10. Le bord 56 autour de l'ouverture 54 d'un élément en capuchon 46 est réalisé sous forme d'une bride 58 qui dépasse vers l'extérieur. Les éléments en capuchon 46 sont mis en place depuis le côté arrière 52 de la plaque frontale 10 dans des ouvertures de réception 67 de la plaque frontale 10, lesdites ouvertures présentant des bords périphériques 62 orientés vers la face arrière 52, et contre lesquels s'appliquent les brides 58 des éléments en capuchon 46, grâce à quoi on empêche la chute des éléments en capuchon 46 hors de la face avant 50 de la plaque frontale 10. La feuille 26 du matelas de commutation 24 présente, sur sa face supérieure 64 tournée vers la plaque frontale 10, des saillies de butée 66 qui sont opposées aux brides annulaires 58 des éléments en capuchon 46 des éléments d'actionnement de commutation 14. D'après la figure 3, plusieurs saillies de butée 66 sont agencées sur la face supérieure 64 de la feuille 26 autour de chaque élément de poussoir 28. En partie, les saillies de butée 66 servent de butée pour un seul élément en capuchon 46; les saillies de butée 66 de plus grande surface qui sont agencées entre des éléments de poussoir voisins 28 servent par contre de butée pour les éléments en capuchon 46 associés aux éléments de poussoir 28 voisins. La totalité du matelas de commutation 24, donc la feuille 26, les éléments de poussoir 28, les charnières en film 30 et les saillies de butée 66 sont constitués en une matière plastique souple et élastique, capable de reprendre sa forme, et il peut s'agir en particulier de silicone ou de caoutchouc au silicone. Dans la position de départ de la figure 2, tandis que l'élément en capuchon 46 n'est pas actionné, les saillies de contact 36 associées à l'élément de poussoir 28 correspondant présentent une distance vis-à-vis des surfaces de contact de commutation associées 40 de la platine de circuit 22. De même, la bride annulaire 58 de l'élément en capuchon 46 est écartée des saillies de butée 66 de la feuille 26 du matelas de commutation 24, qui sont associées à cet élément en capuchon. Lorsqu'on enfonce un élément en capuchon 46 enfilé par-dessus un élément de poussoir 28, on exerce une force de poussée sur l'élément de poussoir 28 afin de déplacer l'élément de poussoir 28 en direction de la platine de circuit 22. Suite à cette force de poussée, il se produit une déformation de la charnière en film 30 capable de reprendre sa forme, grâce à quoi les saillies de contact 36 de l'élément de poussoir 28 sont déplacées en direction des surfaces de contact de commutation 40 de la platine de circuit 22. Au cours de la poursuite de ce déplacement, il se produit une mise en contact de l'une ou des deux surfaces de contact 38 de l'élément de poussoir 28 avec une ou deux paires de surfaces de contact de commutation correspondantes de la platine 22. Pour déclencher le contact de commutation, il suffit qu'une paire de surfaces de contact de commutation 44 soient pontées par la surface de contact associée 38 de l'élément de poussoir 28. La réalisation de deux paires de surfaces de contact sur la platine de circuit 22, ainsi que de deux surfaces de contact 38 sur chaque élément de poussoir 28 a pour but de déclencher le contact de commutation également si l'on applique un mouvement de basculement sur l'élément en capuchon 46 lorsqu'on l'enfonce. À l'instant du contact des surfaces de contact 38 et 40, la bride annulaire 58 présente une distance, même faible, vis-à-vis des saillies de butée associées 66 du matelas de commutation 24. En poursuivant le déplacement de l'élément en capuchon 46 en direction de la platine de circuit 22, il se produit tout d'abord un léger bombement des saillies de contact 36, jusqu'à ce que la bride 58 de l'élément en capuchon 46 vienne finalement en butée, comme montré à la figure 4, contre les saillies de butée associées 66 du matelas de commutation 24, et ceci termine de façon douce la poursuite du déplacement de l'élément en capuchon 46. Grâce à cette butée "douce", l'élément d'actionnement 10 présente un toucher de butée agréable, qui améliore de façon notable le confort d'actionnement de l'unité d'actionnement 12. La construction de l'unité d'actionnement 12 ici décrite et montrée dans les figures, est tout à fait simple en raison de la réalisation intégrée des saillies de butée 66 pour l'élément en capuchon dans le matelas de commutation 24, ce qui réduit les coûts de fabrication et en particulier les coûts d'outillage pour le moule d'injection de la plaque frontale 10, ainsi que des éléments d'actionnement 14. Dans la construction de la plaque frontale 10, il n'est en fait plus nécessaire de prévoir des doigts d'enclenchement, des saillies d'enclenchement, ou similaires, ou encore des butées ou saillies qui limitent le déplacement des éléments en capuchon 46. Au contraire, des éléments en capuchon que l'on peut mettre en place depuis la face arrière 50 de la plaque frontale 10 peuvent être utilisés comme éléments d'actionnement, ce qui réduit encore les coûts de fabrication. En outre, les éléments d'actionnement 14 peuvent être agencés de manière plus rapprochée les uns à côté des autres, puisque l'on ne doit prendre aucune mesure autour des éléments d'actionnement, ni sur ceux-ci, ni encore sur la plaque frontale 10, pour prévoir des butées, des organes d'enclenchement, ou similaires. Grâce aux saillies de butée 66 qui sont réalisées de façon intégrée au matelas de commutation 24, les saillies de contact 36 des éléments de poussoir 28 sont déchargées lors de la venue en contact de la platine de circuit 22. Grâce à ceci, il est possible de réaliser ces saillies de contact 36 avec une section plus étroite, et plus petites. Ceci ménage, même avec des éléments de poussoir 28 de petit format, suffisamment de place sur la platine de circuit 22 pour y loger une diode luminescente agencée à l'opposé de l'élément de poussoir. il Revendications 1. Unité d'actionnement pour un appareil électrique, en particulier pour un composant de véhicule automobile, tel que par exemple une installation de climatisation de véhicule, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une plaque frontale (10) qui présente une face avant et une face arrière (48, 52); - plusieurs éléments d'actionnement de commutation (14) qui sont agencés de façon mobile dans des ouvertures de réception (60) de la plaque frontale (10); - une platine de circuit (22) agencée sur la face arrière (52) de la plaque frontale (22), qui comporte des surfaces de contact de commutation (40) associées aux éléments d'actionnement (14) pour déclencher une fonction de commutation; et - un matelas de commutation (24) agencé sur la platine de circuit (22) et réalisé en matériau élastique et capable de reprendre sa forme, ledit matelas comportant une feuille (26) qui présente une face supérieure (64) tournée vers la plaque frontale (10) et plusieurs éléments de poussoir (28) reliés d'une seule pièce à la feuille (26) tout en étant capables de se déplacer de façon élastique, lesquels sont associés aux éléments d'actionnement de commutation (14), lesdits éléments de poussoir (28) étant susceptibles de se déplacer par rapport à la feuille (26) lors de l'application d'une force de poussée dirigée vers la platine de circuit (22), et présentant des surfaces de contact (38) destinées à venir en contact et à ponter les surfaces de contact (40) de la platine de circuit (22) lors de l'application de la force de poussée, dans laquelle: - les éléments d'actionnement de commutation (14) sont réalisés sous forme d'éléments en capuchon (46) ouverts d'un côté et présentant un bord de butée (56) qui entoure l'ouverture (54); - les éléments de poussoir (28) du matelas de commutation (24) sont reçus par les éléments en capuchon (46); et - sur la face supérieure (64) de la feuille (26) du matelas de commutation (24) sont prévues des saillies de butée (66) réalisées d'une seule pièce avec la feuille (26), pour venir en contact contre les bords de butée (56) des éléments en capuchon (46) et pour limiter le déplacement des éléments en capuchon (46) lors de l'application d'une force de poussée sur les éléments en capuchon (46) en direction de la platine de circuit (22). 2. Unité d'actionnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs saillies de butée (66) sont prévues sur la face supérieure (75) de la feuille (26) autour de chaque élément de poussoir (28) du matelas de commutation (24). 3. Unité d'actionnement selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que des saillies de butée qui coopèrent avec les éléments en capuchon (46) de certains éléments de poussoir (28) sont réalisées entre ces éléments de poussoir voisins (28) du matelas de commutation (24) sur la face supérieure (64) de la feuille (26). 4. Unité d'actionnement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le matelas de commutation (24) comprend matériau conducteur de la lumière, et en ce que la platine de circuit (22) comporte des éléments (42) émetteurs de lumière agencés au- dessous des éléments de poussoir (28). 5. Unité d'actionnement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les bords de butée (54) des éléments en capuchon (46) sont réalisés sous forme de brides annulaires (58) périphériques dirigées vers l'extérieur.