Brevet FR2779818A1 — publié le 19991217

La présente invention concerne le domaine des dispositifs indicateurs à aiguille. Elle s'applique en particulier à la réalisation de tableaux de bord pour véhicules automobiles. La présente invention a pour but de proposer des moyens présentant des performances supérieures à celles des dispositifs connus. La présente invention a en particulier pour but de proposer des moyens permettant d'améliorer l'éclairage d'une aiguille par rapport aux dispositifs antérieurs connus. Ces buts sont atteints dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif indicateur à aiguille comprenant une aiguille comportant un canon adapté pour assurer une liaison de l'aiguille sur un moyen d'entraînement à rotation et un index généralement transversal à l'axe de rotation, le dispositif comprenant également des moyens d'éclairage de l'aiguille, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une source d'éclairage adaptée pour diriger un flux lumineux vers le canon selon une incidence généralement transversale à l'axe de rotation, et par le fait que le canon de l'aiguille comporte des moyens optiques aptes à dévier le flux lumineux reçu de ladite source d'éclairage, en direction de l'index. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 représente schématiquement une vue en coupe transversale d'un dispositif conforme à la présente invention, et - les figures 2, 3 et 4 illustrent des vues en coupe de trois variantes de réalisation de tableau de bord conforme à la présente invention. On aperçoit sur la figure 1 annexée un dispositif indicateur à aiguille conforme à la présente invention qui comporte un moyen d'entraînement à rotation 34, une aiguille 36 et au moins une source d'éclairage 370. Le moyen moteur 34 rotatif peut être formé de tous moyens appropriés, par exemple d'un logomètre ou d'un moteur pas à pas. L'arbre de sortie de cet élément d'entraînement 34 est référencé 35. Il pivote autour d'un axe O-O. L'aiguille 36 comporte un canon 360 adapté pour être fixé, par exemple chassé, sur l'arbre de sortie 35 du moyen d'entraînement à rotation 34 et un index 362 généralement transversal à l'axe de rotation O-O du canon 360 et de l'arbre 35. L'aiguille 36 est formée d'un matériau optiquement transparent de sorte que l'aiguille 36 forme un barreau optique apte à guider la lumière, tant au niveau du canon 360, qu'au niveau de l'index 362. De préférence l'aiguille 36 est réalisée par moulage de matière plastique, par exemple à base de polyméthacrylate ou tout autre matériau équivalent. Chaque source d'éclairage 370 est adaptée pour diriger un flux lumineux vers le canon 360 selon une incidence généralement transversale à l'axe de rotation O-O et radiale par rapport à celui-ci. Ainsi on peut prévoir une source d'éclairage 370 unique ou plusieurs sources 370 réparties autour du moyeu 360, par exemple 3 sources 370 équiréparties à 120 ou encore 3 sources à 90 l'une de l'autre, selon la plage utile de déplacement de l'aiguille 36. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, dans le cadre de la présente invention, le canon 360 de l'aiguille 36 comporte des moyens optiques 361 placés en regard de la ou des source(s) d'éclairage 370 et aptes à dévier le flux lumineux reçu de ladite source d'éclairage 370, en direction de l'index 362. Ces moyens optiques 361 sont de préférence formés de structures à effet de prisme. Plus précisément encore, dans le cadre de la présente invention, les moyens optiques 361 à effet de prisme sont prévus à la base du moyeu 360 de l'aiguille 36 et sont formés typiquement, mais non limitativement, d'un cône à concavité dirigée vers le moyeu moteur 34, dont la génératrice est orientée sensiblement à 45 de l'axe du moyeu. On notera que grâce à cette structure, la lumière émise par la source 370 parvient directement sur le moyeu 360, sans guide optique intercalé, contrairement aux dispositions connues de l'état de la technique qui comprennent généralement de tels guides optiques intermédiaires. En variante, le cône réflecteur 361 peut être remplacé par une structure à effet de prisme à base de facettes réflectrices. La structure 360 dévie ainsi le flux lumineux provenant d'une source 370 avec une incidence perpendiculaire à l'axe O-O, en direction de l'index 362, dans une direction généralement parallèle à cet axe O-O (le flux lumineux ne subissant pas de déviation notable lorsqu'il traverse la paroi externe du canon 360 et pénètre ainsi dans ce canon 360). Le flux lumineux est ensuite dévié, lorsqu'il parvient au sommet du canon 360, c'est à dire sur la face avant de celui-ci, longitudinalement dans l'index 362, dans une direction généralement orthogonale à l'axe de rotation O-O, par tous moyens appropriés, par exemple par une surface de renvoi 363 prévue au niveau de la zone de liaison entre le canon 360 et l'index 362 et orientée sensiblement à 45 de l'axe de rotation 0-O. Une telle surface de renvoi 363 peut être remplacée par tous moyens équivalents. Le cheminement du flux lumineux dans l'index 362 et la sortie du flux lumineux le long de cet index 362 peut par ailleurs être contrôlé par tous moyens appropriés, par exemple par des moyens à effet de prisme ou des moyens diffuseurs formés par exemple de revêtement(s) déposé(s) sur l'index ou de stries formée au moulage. De tels moyens sont connus de l'homme de l'art et ne seront donc pas décrits plus en détail par la suite. Selon la représentation donnée sur la figure 1, le moyen moteur 34 est fixé sur une plaque support 10. Plus précisément ce moyen moteur 34 est fixé sur la face arrière de la plaque support 10. Il en est de même de la ou des source(s) d'éclairage 370. En revanche l'index 362 de l'aiguille est placé sur la face avant de la plaque support 10, c'est à dire du côté de l'observateur. Pour cela le canon 360 traverse la plaque support 10, par un orifice ménagé dans celle-ci de sorte que les moyens optiques de déviation 361 soient placés sur l'arrière de la plaque support 10, en regard des moyens d'éclairage 370. Dans ce contexte, de préférence le moyen moteur 34 est du type soudable par l'avant. On notera que de préférence l'axe O-O de l'arbre de sortie 35 s'étend perpendiculairement à la plaque support 10. La ou les source(s) d'éclairage 370 peut (peuvent) faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Il peut s'agir par exemple de diode(s) LED, fixée sur la plaque 10. La présente invention offre en particulier l'avantage d'un excellent rendement optique. En effet grâce à l'injection directe dans le canon 360 de I'aiguille, du flux lumineux issu des moyens d'éclairage 370, on limite les pertes possibles. Selon un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, la plaque support 10 en matériau électriquement isolant, par exemple en époxy, type circuit imprimé, est munie sur sa face arrière d'un réseau de pistes en matériau électriquement conducteur, par exemple en cuivre, et de moyens de commande, tels que par exemple des composants CMS (Composant Monté en Surface) en sus de l'organe moteur 34. Sur sa seconde face, dirigée vers l'utilisateur, la plaque support 10 est munie d'une couche 40 formant moyens d'éclairage électrooptique, puis d'une couche externe 50 de décoration, de préférence réalisée par impression, par exemple à base d'encres, formant par exemple un cadran. La couche 40 formant moyens d'éclairage peut être réalisée par exemple à base de phosphore ou de polymère électroluminescent. Ces moyens sont bien connus de l'homme de l'art et ne seront donc pas décrits plus en détail par la suite. De préférence comme on le voit sur la figure 1, il est prévu une vitre de protection référencée 1 en avant des moyens précités. On a illustré sur la figure 1 annexée, un exemple de réalisation d'un tableau de bord conforme à la présente invention, placé dans un boîtier 100. On aperçoit sur cette figure 1, une vitre 1 supportée sur le boîtier , par un tronçon 102 de celui-ci situé en avant de la plaque support 10 et dénommé généralement "réhaut", puisqu'il rehausse la vitre 1 par rapport à cette plaque 10. Un tel mode de réalisation dans lequel la plaque support 10 porte une couche 40 formant moyens d'éclairage, permet la réalisation d'un tableau de bord compact et peu épais. Ainsi, il permet même par exemple d'intégrer le tableau de bord, directement dans ou sur la planche de bord d'un véhicule automobile, sans exiger un boîtier rapporté, comme cela est classique pour les tableaux de bord disponibles de nos jours et comme illustré sur la figure 1. En variante, les moyens de commande et les moyens 40, 50 précités peuvent être prévus sur une face commune de la plaque support 10. Dans ce cas, on peut par exemple réaliser les moyens de commande sous forme de composants constitués par une suite de couches en matériau semi-conducteur déposées sur la plaque support 10. Plus précisément encore sur cette figure 1, on aperçoit: - sur la gauche de la figure, une cellule d'affichage LCD positif 70 placée sur la face avant de la plaque support 10 pour être éclairée par la couche 40, laquelle cellule 70 est alimentée et contrôlée par un composant de commande CMS 37 supporté par la face arrière de la plaque support 10, la liaison électrique entre la cellule 70 et le composant 37 étant établie par un ruban à multipistes électriquement conductrices 72, - un composant convertisseur 38 fixé sur la face arrière de la plaque support ; un tel composant 38 peut être adapté par exemple pour générer une haute tension nécessaire à l'alimentation de la couche électroluminescente , (un tel convertisseur 38 n'est pas nécessaire pour des moyens lumineux qui n'exigent pas une haute tension, par exemple lorsque ces moyens lumineux sont formés de LEP, " Light Emitting Polymer " ou " Polymère Electroluminescent "). - un connecteur 39 supporté face arrière de la plaque 10, et - sur la droite de la figure, au moins un témoin lumineux formé par une source lumineuse 80, par exemple une diode LED, fixée sur la face avant de la plaque support 10 et associée respectivement à un carter ou logement opaque 82, solidaire par exemple du réhaut 102 pour entourer la source , lequel carter ou logement 82 possède cependant une fenêtre avant translucide 84, par exemple rapportée, munie de préférence d'un motif symbolisant la nature de la fonction associée à ce témoin, par exemple une alerte de température ou de niveau, ou une mise en service d'un moyen d'éclairage. Ainsi le témoin précité fait saillie sur la face avant de la plaque support 10. En variante la cellule d'affichage LCD 70 pourrait être reliée au circuit de commande 37 par l'intermédiaire d'un élément formé d'un empilement de segments en matériau élastomère alternativement électriquement isolant et électriquement conducteur. De tels éléments bien connus en soi de l'homme de l'art sont généralement dénommés "zebra". Selon une autre variante de réalisation, la couche de décoration externe 50, qui peut former cadran indicateur, est constituée d'un cadran rapporté sur la couche supérieure de la plaque support 10, et non pas d'une couche d'encre sérigraphiée. On a illustré sur la figure 2, une variante de réalisation de tableau de bord conforme à la présente invention qui se distingue de la figure 1 essentiellement par le fait que selon la figure 2, les témoins lumineux ne sont pas formés en saillie sur la face avant de la plaque support 10 et à l'aide d'une source lumineuse discrète 80, mais sont formés à partir de zones spécifiques et dédiées de la couche électroluminescente 40 (l'aiguille 36 restant éclairée par des diodes LED discrètes 370). On notera que généralement les matériaux électroluminescents connus émettent dans le domaine des longueurs d'onde correspondant aux couleurs bleu et vert. Par conséquent si l'on souhaite disposer, par exemple au niveau des témoins lumineux, de couleurs différentes rouge ou jaune par exemple, on pourra intercaler entre la couche électroluminescente 40 et l'utilisateur, une couche intermédiaire photosensible, par exemple fluorescente ou phosphorescente, apte à transformer le rayonnement incident (bleu ou vert par exemple) dans la couleur finale souhaitée (rouge ou jaune par exemple). On a illustré sur la figure 3, une autre variante de réalisation conforme à la présente invention selon laquelle, conformément à la figure 2, le cadran principal et les voyants ou témoins peu utilisés sont éclairés par la couche électroluminescente 40. Par contre, selon la figure 3, les témoins les plus utilisés (par exemple les voyants servant de témoin de mise en service des phares, lanternes, feux de brouillard et lunette arrière) sont éclairées par des LED 86 formées de composants discrets. Plus précisément encore, ces diodes 86 sont formées de préférence de composants CMS fixés sur la face arrière de la plaque support 10, orientées pour un éclairage latéral parallèlement à la plaque support 10, en direction d'un réflecteur 87 adapté pour dévier le flux lumineux reçu de la source 86, à travers un passage 12 formé dans la plaque support 10, en direction d'une plage formant témoin, ménagée dans la couche externe 50 d'habillage constituant le cadran. On notera qu'en l'espèce selon la figure 3, le cadran 50 est formé d'un élément rapporté sur la plaque support 10. En variante, cependant ce cadran 50 pourrait être déposé par sérigraphie sur la plaque support 10. Le réflecteur 87 peut être intégré au boîtier 100. On a illustré sur la figure 4 une variante de réalisation dans laquelle la plaque support 10 ne porte pas une couche électroluminescente 40, mais le cadran 50 formé d'un élément distinct intercalé entre la plaque support 10 et l'index 362 de l'aiguille, est éclairé par des sources d'éclairage classiques 380 portées par la plaque support 10 et associées de préférence à des réflecteurs adaptés respectifs 382. Ces sources 380 sont ainsi fixées sur la face avant de la plaque support 10 et sont intercalées ainsi que les réflecteurs 382 entre la plaque support 10 et le cadran 50. On notera que selon ce mode de réalisation, les diodes 370 assurant l'éclairage de l'aiguille 36 sont également fixées sur la face avant de la plaque support 10. Les couples sources 380/réflecteurs 382 peuvent constituer aussi bien des témoins indicateurs ou d'alerte spécifiques, des moyens d'éclairage du cadran 50, que des moyens d'éclairage d'un dispositif d'affichage LCD 70 (comme on le voit sur la droite de la figure 4). Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Ainsi par exemple on peut prévoir d'adjoindre aux aiguilles 36 précitées un capuchon opaque 364 sur la face avant du moyeu 360 pour dissimuler les moyens optiques de renvoi 363. La présente invention permet notamment de réaliser des aiguilles d'éclairage homogène, sans perte sensible de flux lumineux. La présente invention peut notamment trouver application dans les tableaux de bord de véhicules automobiles. Cependant elle n'est pas limitée à cette application particulière et peut d'une façon générale trouver application dans tout type d'indicateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif indicateur à aiguille, notamment sous forme de tableau de bord pour véhicule automobile, comprenant une aiguille (36) comportant un canon (360) adapté pour assurer une liaison de l'aiguille (36) sur un moyen d'entraînement à rotation (34) et un index (362) généralement transversal à l'axe de rotation (O-O), le dispositif comprenant également des moyens (370) d'éclairage de l'aiguille, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une source d'éclairage (370) adaptée pour diriger un flux lumineux vers le canon (360) selon une incidence généralement transversale à l'axe de rotation (O-O), et par le fait que le canon (360) de l'aiguille comporte des moyens optiques (361) aptes à dévier le flux lumineux reçu de ladite source d'éclairage (370), en direction de l'index (362). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens optiques (361) sont formés de structures à effet de prisme. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens optiques (361) à effet de prisme sont prévus à la base du moyeu (360) de l'aiguille (36). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les moyens optiques (361) à effet de prisme sont formés d'un cône à concavité dirigée vers le moyeu moteur (34), dont la génératrice est orientée sensiblement à 450 de l'axe du moyeu. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les moyens optiques (361) à effet de prisme sont formés à base de facettes réflectrices. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'aiguille (36) est formée d'un matériau optiquement transparent de sorte que l'aiguille (36) forme un barreau optique apte à guider la lumière, tant au niveau du canon (360), qu'au niveau de l'index (362). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend une source d'éclairage (370) unique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs sources (370) réparties autour du moyeu ou canon (360) de l'aiguille, par exemple 3 sources (370) équiréparties à 120 ou 3 sources à 90 I'une de l'autre, selon la plage utile de déplacement de I'aiguille 36. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre sur l'aiguille, des moyens (363) aptes à dévier le flux lumineux reçu en provenance desdits moyens optiques (361), dans l'index selon une direction généralement orthogonale à l'axe de rotation O- O. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les moyens d'éclairage (370) sont formés de diodes LED. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que les moyens d'éclairage (370) sont formés de CMS. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le moyen (34) d'entrainement à rotation est fixé sur une plaque support (10) en matériau électriquement isolant, comportant un réseau de pistes en matériau électriquement conducteur et des moyens de commande électroniques reliés à ce réseau de pistes et comportant sur sa face destinée à être dirigée vers l'utilisateur, d'une part des moyens d'éclairage électrooptiques (40) et d'autre part des moyens (50) d'habillage ou décoration. 13. Dispositif selon la revendications 12, caractérisé par le fait que le moyen d'entrainement à rotation (34) et les sources (370) d'éclairage de I'aiguille (36) sont fixés sur la face arrière de la plaque support (10), tandis que l'index (362) de l'aiguille est placé sur la face avant de la plaque support (10), le canon (360) traversant la plaque support (10), par un orifice ménagé dans celle-ci de sorte que les moyens optiques de déviation (361) soient placés sur l'arrière de la plaque support (10), en regard des moyens d'éclairage (370). 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les moyens (370) assurant l'éclairage de l'aiguille (36) sont fixés sur la face avant d'une plaque support (10).