Brevet FR2786252A1 — publié le 20000526

La présente invention concerne un élément de commande comportant une boîte à lumière pour l'éclairage sélectif de sigles ou de boutons témoins notamment pour une installation de chauffage/climatisation de véhicule automobile.5 Plus particulièrement, l'invention concerne un élément de commande tel qu'un tableau de commande ou une touche comportant une boîte à lumière dans laquelle l'étanchéité à la lumière entre les différentes zones éclairées de celle-ci est réalisée. Cette étanchéité permet, dans un élément de commande tel qu'une touche, un affichage ou une façade, de séparer optiquement des zones o l'éclairage est de couleurs ou d'intensités différentes. Ainsi, la boîte à lumière dudit élément de commande comporte plusieurs zones intérieures permettant un éclairage différent pour les différents sigles ou témoins. Lorsqu'il y a plusieurs zones à éclairer sur une même touche ou façade de tableau de commande, l'éclairage parasite entre les différentes zones de la boite à lumière de ladite touche ou façade impose d'isoler ces différentes zones en20 faisant obstacle aux rayons lumineux pouvant passer d'une zone à l'autre. Ces rayons lumineux, dits parasites, peuvent être de différentes natures: rayons lumineux provenant directement d'une source lumineuse, rayons réfléchis ou diffusés sur les parois ou encore rayons diffusés à travers la matière.25 En général, pour faire obstacle aux rayons lumineux entre deux zones d'éclairage, on utilise entre celles-ci: - une nervure rendue opaque par insertion d'un matériau différent tel qu'une peinture, - des pièces supplémentaires opaques, - des parois noires provenant de l'élément de surface ou de blocs intermédiaires. Ces solutions sont rudimentaires et présentent des inconvénients. Ainsi, l'insertion de pièces opaques ou d'épaisseur importante entraîne des difficultés de fabrication.35 La fabrication par injection d'une nervure épaisse sur l'élément de surface translucide est effectivement délicate car elle {implique des temps de refroidissement différents entre les diverses parties dudit élément de surface. Cela provoque de forts risques de défauts d'aspects extérieurs et allonge les temps de cycle global. Par ailleurs, l'augmentation du nombre de pièces ou de surfaces peintes localement accroît fortement le coût du produit final. Le but de l'invention est de pallier ces inconvénients en proposant un élément de commande comportant une boite à lumière dans laquelle on réalise l'étanchéité lumineuse entre les différentes zones éclairées de celle-ci par des moyens adéquates. issus de l'élément de surface translucide de10 l'élément de commande Ainsi, l'objet de l'invention est un élément de commande notamment pour une installation de chauffage /climatisation de véhicule automobile comportant une boîte à lumière présentant plusieurs zones intérieures pour l'éclairage sélectif de témoins, ladite boîte à lumière comportant un élément de boîtier coopérant-avec un élément de surface, et dans laquelle sont disposés des moyens d'éclairage de chaque zone. Cette boite à lumière comporte au moins deux nervures, issues du moulage de l'élément de surface, chaque nervure ayant une20 épaisseur moyenne à mi-hauteur Em, inférieure à l'épaisseur E dudit élément de surface, pour réaliser l'étanchéité lumineuse entre les différentes zones précitées. Une boîte à lumière, possédant ce type de nervures, est aisée à fabriquer grâce aux techniques actuelles de moulage ou d'injection et permet de réaliser une étanchéité à la lumière en limitant l'éclairage parasite entre les différentes zones intérieures de ladite boîte. Selon d'autres aspects de l'invention: - L'invention est mise en oeuvre dans tout système rétroéclairable: interrupteurs, boutons de tableau de commande ou d'autoradio, - L'invention peut s'appliquer dans le cadre d'une touche pour la commande de fonctions ou dans le cadre d'un tableau de commande, notamment de chauffage/climatisation pour35 véhicules automobiles, - Les nervures mises en place sont disposées parallèlement les unes aux autres, à la manière de barrières, de façon à bloquer la progression des rayons lumineux, - Les nervures sont disposées de façon concentrique autour de la source lumineuse que l'on souhaite isoler, - Les nervures possèdent des longueurs variables, - L'espacement entre les nervures est variable, - Les nervures sont en matériau identique à celui de l'élément de surface et issues de moulage de celle- ci, - L'intervalle entre deux nervures est opacifié par un agent supplémentaire, - La source lumineuse comporte différents moyens d'éclairage: Lampe, LED, néon, laser, cristaux liquides... - Une combinaison des nervures et de conduit de lumière peut-être réalisée, - Un joint souple est déposé entre les nervures et le circuit imprimé lorsque celui-ci forme le fond de la boîte à lumière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui suit. Cette description, purement illustrative et non limitative, se rapporte à un exemple de réalisation et se réfère aux figures20 annexées qui représentent: - La figure 1, une présentation en coupe d'un élément de commande comportant une boîte à lumière selon l'invention appliquée à une touche, La figure 2, une vue de dessus de la réalisation présentée en figure 1. - La figure 3, une variante de la vue en coupe de la figure 1, - La figure 4, une vue en coupe d'une touche basculante présentant le dispositif selon l'invention, - La figure 5, une vue en coupe d'une variante de la figure 1 dans laquelle les nervures sont disposées de façon circulaire, - La figure 6, une vue de dessus de la réalisation présentée en figure 5, - La figure 7, une vue en coupe d'une boîte selon l'invention ayant des modes d'éclairage de différents types, - La figure 8, une vue en coupe d'une boîte selon l'invention ayant une touche intégrant un conduit de lumière, - La figure 9, une vue en coupe d'une autre variante de boite selon l'invention ayant un joint souple, - La figure 10, une vue en coupe du principe d'un élément de commande selon l'invention formant une façade de tableau de commande. A la figure 1, on a représenté une vue schématique en coupe d'une touche conformément à l'invention. Cette touche 1 est formée' d'un élément de boîtier 100 coopérant avec un élément de surface 101 pour former une boîte à lumière 300 comportant10 une source lumineuse 110 en son fond. La coopération entre l'élément de boîtier 100 et l'élément de surface 101 se fait par application de l'élément de surface 101 sur l'élément de boîtier 100 puis coulissement sur l'extérieur de l'élément de boîtier lorsque l'on appuie sur la touche 1. S'agissant d'une touche, l'élément de surface 101 est effectivement mobile sous l'effet d'une pression exercée sur sa face avant pour permettre la sélection d'une fonction. Ainsi, l'élément de surface 101 possède une course C permettant au doigt intérieur 114, présent dans la face arrière de l'élément20 de surface 101, de venir appuyer sur l'interrupteur 115, disposé sur l'élément de boîtier 100, de façon à actionner une commande. Pour permettre un parfait alignement entre le doigt intérieur 114 et l'interrupteur 115, un système de positionnement des deux éléments l'un par rapport à l'autre est intégré. Ce système peut être composé par des moyens de guidage entre le boîtier et la touche, le rappel de la touche peut être réalisé, comme c'est le cas ici, par un ressort 116 ou de tout autre élément permettant de faire correspondre le doigt intérieur 114 et l'interrupteur lorsque l'on appuie sur la touche 1. L'élément de surface 101, d'épaisseur E, est réalisée en un matériau translucide et rendu opaque sur sa face avant par une couche de peinture noire 201 grattée, en certaines zones déterminées, pour laisser apparaître des témoins 202 et des sigles 203. Ces témoins et sigles sont éclairables par l'arrière35 pour former des symboles lumineux en surface, et rétroéclairables, permettant de visualiser les éléments -sélectionnés. La source lumineuse 110 est formée ici de LED (Diode Electroluminescente en abrégé) 11Oa et 110b, montées sur un support 117. Ce support 117 est intégré à l'élément de boîtier et relié au circuit imprimé 111 qui est disposé sur le fond extérieur de l'élément de boîtier 100, le circuit imprimé étant alimenté grâce à un connecteur 112. La boite à lumière 300 est séparée en différentes zones intérieurès 300a, 300b grâce à des nervures 301 tridimensionnelles réalisées dans l'élément de surface et issues de celui-ci par moulage. Ces nervures sont disposées parallèlement les unes aux autres selon un axe perpendiculaire à celui de la coupe, à la manière de barrières, et permettent ainsi de réaliser une étanchéité lumineuse entre les différentes zones de la boîte à lumière. L'épaisseur moyenne Em, mesurée à15 mi-hauteur, de chaque nervure 301, est préférablement égale à la moitié de l'épaisseur E dudit élément de surface 101. La longueur des nervures est variable mais doit prendre en compte, dans le cas d'une touche, la course C existant lorsque l'on fait pression sur ladite touche. Ainsi, lorsque20 l'on appuie sur la touche, les nervures ne touchent pas le fond de l'élément de boîtier 100. Une distance J, supérieure ou égale à C, est prévue entre le fond de l'élément de boîtier 100 et l'extrémité des nervures 301. Dans tous les cas, les nervures doivent être les plus longues possibles, tout en considérant les25 possibilités de déplacement dans le cas d'une touche, pour fermer au mieux les boîtes à lumière ainsi formées. Les nervures 301 divisent ainsi la boîte à lumière 300 en deux espaces constituant chacun une boîte à lumière plus petite 300a et 300b.30 Ainsi qu'il est connu, la lumière générée par les sources lumineuses 11Oa et/ou 11Ob se propage à l'intérieur de la (des) boîte(s) à lumière 300a, 300b par l'émission de rayons lumineux dans un grand nombre de directions, et rediffusée par les parois claires de la boîte à lumière 300.35 En prenant l'exemple du témoin c'est à dire de la boîte à lumière 300a, celle-ci est essentiellement éclairée par des rayons directement émis 400 par la LED ou par des rayons ayant rebondis ou rediffusés 401 sur les parois de la boîte à lumière ou sur une nervure mais il existe aussi un éclairement par des rayons transmis et diffusés dans la matière 402. En effet la lumière générée par la LED 110a est prisonnière et ne peut s'en échapper que par la zone d'éclairage 202. Il en est de même pour la LED 110b et la zone d'éclairage 203. En fin de compte, le pourcentage de rayons lumineux incidents ou directs arrivant à traverser les nervures successives est très faible. Les nervures permettent donc d'isoler les différentes sources lumineuses 110a, 11Ob et évitent les problèmes de lumière parasite entre les boîtes à lumière 300a et 300b. Le nombre de nervures dépendra de la place disponible entre les différentes sources lumineuses mais il apparaît clairement que plus le nombre de nervures est important, plus le résultat d'étanchéité est bon.15 Sur la figure 2, il est présenté une vue de dessus en transparence de la réalisation de la figure 1. La touche 1 précédemment décrite est de forme ovale et présente un témoin de touche 202 et un sigle 203. Les nervures 301 ont été représentées en transparence. Cette présentation montre bien20 comment agissent les nervures pour permettre l'étanchéité à la lumière entre les deux boîtes à lumière 300a et 300b. Avec ce type de disposition, il peut être utilisé des LED de couleurs différentes ou des sources lumineuses d'intensité différente pour éclairer les différents éléments. Aucune pollution lumineuse ne pourra intervenir grâce aux nervures et à leur disposition particulière. La figure 3 présente une variante de la figure 1 dans laquelle l'élément de boîtier 100 et le circuit intégré 111 présentent une encoche permettant le passage des nervures 301 à30 travers ceux-ci. Ainsi, il n'est plus obligatoire de calculer la longueur maximale des nervures en fonction de la course C de la touche lorsque l'on appuie sur celle-ci. Lorsque l'on appuie sur la touche 1, les nervures 301 traversent donc l'élément de boîtier 100 et le circuit imprimé 111 vers l'arrière de la35 touche sans être gêné dans leur course. L'étanchéité ainsi réalisée entre les deux boîtes à lumières 300a et 300b est maximale. Tous les autres éléments étant identiques à ceux de la figure 1, ils ne seront pas décrits une nouvelle fois. -.;11 La figure 4 présente une vue en coupe d'un touche basculante 2 intégrant des nervures selon l'invention. Seuls les éléments principaux entrant dans la compréhension de l'invention sont présentés, les éléments propres au mécanisme de basculement de la touche 2 ne sont pas représentés. La touche basculante 2 possède, sur l'élément de surface 101, un point d'articulation 303 pour la réalisation du basculement permettant la sélection des fonctifons souhaitées. Etant donné que les nervures 301 sont solidaires.de l'élément de surface 101, l'ensemble se déplace10 solidairement lorsque l'on appuie sur une extrémité de la touche pour la faire basculer vers la position voulue. Selon l'extrémité que l'on vient presser, l'une des deux sources lumineuses 110a, 110b vient s'allumer, alors que l'autre vient s'éteindre, pour éclairer et présenter la fonction sélectionnée. 15 Les figures 5 et 6 présentent une variante de la figure 1 dans laquelle les nervures sont disposées de façon circulaire autour d'une des sources lumineuses. Ici, on souhaite isoler une source lumineuse et dans cette optique des nervures circulaires sont disposées de façon concentriques autour de la source lumineuse 110a. Ainsi, sur la figure 5 qui présente la vue en coupe, les nervures se situent de part et d'autre de la LED 110a éclairant le témoin 202. En figure 6, présentant une vue de dessus en transparence de la figure 5, on visualise aisément la manière dont la LED 110a est isolée de l'autre source lumineuse25 110b grâce aux nervures 301 circulaires et concentriques qui l'entourent. Les autres éléments de la touche sont pour la plupart identiques à ceux décrits dans la figure 1. On se réfère maintenant à la figure 7 présentant une touche en coupe dans laquelle les modes d'éclairage sont de différents types. La source lumineuse 110a est une LED placée sur un support 117 alors que la source lumineuse 110b est une lampe disposée dans le fond de la boîte à lumière. Les deux sources lumineuses sont connectées au circuit imprimé 111 formant le fond de la boîte à lumière. On retrouve sur cette touche 1 un élément de surface 101 présentant sur sa face interne des nervures 301 et coopérant avec un élément de boîtier 100. L'élément de surface 101 et l'élément de boîtier 101 coopèrent de façon différente par rapport aux touches présentées précédemment. L'élément de surface vient s'insérer dans l'élément de boîtier et peut coulisser à l'intérieur de celui-ci lorsque l'on appuie sur la touche pour la sélection d'une fonction.5 Par ailleurs, sur cette même figure, on voit que les nervures 301 sont espacées de façon variable entre les deux sources lumineuses et qu'elles présentent des épaisseurs variables '(inférieure à la moitié de l'épaisseur de l'élément de surface).10 L'intervalle entre deux nervures est opacifié par un agent supplémentaire tel qu'une peinture ou un agent que l'on ajoute dans la matière. Cet agent que l'on peut intégrer à différents stades de la fabrication va par son action absorbante renforcer l'action de barrière lumineuse.15 La figure 8 présente une autre variante des figures précédentes intégrant un guide de lumière. L'association de deux ensembles de nervures 301, de part et d'autre de la source lumineuse 110, et d'un guide de lumière 113, conduisant la lumière directement depuis la source lumineuse vers la zone20 d'éclairage 202 en évitant sa propagation sur les côtés, augmente encore l'efficacité du système. La figure 9 est une représentation en coupe d'une autre variante de l'invention appliquée à une touche 1. Dans cette réalisation, la touche 1, formée d'un élément de boîtier 100 et25 d'un circuit imprimé 111, se positionne à travers une façade 3 de tableau de commande et l'éclairage est réalisé par une source lumineuse 110 directement connectée au circuit imprimé 111 qui forme alors le fond de la boite à lumière 300. Autour de la source lumineuse 110 sont disposées de manière concentrique des30 nervures 301 pour limiter la propagation des rayons lumineux et il est ajouté un joint souple ou une membrane silicone 118 entre les nervures 301 et le circuit imprimé 111 pour compléter cette étanchéité lumineuse entre les différentes zones éclairées de la boîte à lumière 300. Si le fond de la boîte à lumière 300 est formée par l'élément de boîtier 100, le joint souple peut être positionné -sur celui-ci et réalisera les mêmes fonctions d'étanchéité que celles précédemment décrites. En se reportant à la figure 10, on montre l'application du principe de l'invention à une façade de tableau de commande 2. Les différents éléments ont les mêmes référence que dans le cas d'une touche. Ainsi l'élément de surface 101 présente des zones à éclairer telles que des témoins 202 et des sigles 203. Cet élémeht de surface 101 coopère avec un élément de boîtier pour former une boîte à lumière 300 dans laquelle est logée au moins ne source lumineuse 110. Cette dernière est montée sur un support. 117, relié au circuit imprimé 111 et disposé sur le fond de l'élément de boîtier 100. Ici, les sources lumineuses sont une LED et une lampe ayant des intensités différentes et pouvant être de couleurs différentes. La boîte à lumière est séparée en différentes zones intérieures grâce à des nervures 301 tridimensionnelles réalisées dans l'élément de surface et issues de celle-ci par moulage. Ces nervures sont disposées parallèlement les une aux autres selon un axe perpendiculaire à celui de la coupe, mais tout comme dans le cas d'une touche, les nervures peuvent être circulaires et disposées de façon concentrique autour de la source lumineuse. Grâce au système de nervures, on évite toute pollution de l'une des sources lumineuses par l'autre et l'épaisseur variable de l'élément de surface 101 permet l'éclairage de zones spécifiques avec des nuances d'intensité précises. L'épaisseur moyenne Em à mi-hauteur des nervures est préférentiellement de l'ordre de la moitié de l'épaisseur de l'élément de surface mais peut être variable. L'espacement des nervures est quant à lui aussi variable et dépend de l'espace30 dont on dispose. Contrairement à une touche, dans un élément de commande tel qu'une façade de tableau de commande, il n'y a pas de mouvement relatif entre l'élément de surface 101 et l'élément de boîtier 100. Les nervures sont prolongées au plus près du fond35 de l'élément de boîtier 100. Le jeu, appelé J, entre le fond de l'élément de boîtier 100 et l'extrémité des nervures 301 peut être très petit voir nul. -1l La description qui vient d'être faite se rapporte à des figures représentant des réalisations précises mais peut également concerner différents types d'éléments de signalisation. Toutes les variantes décrites dans le cadre d'une touche peuvent être appliquée à une façade et vice versa. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ou de mises en euvre qui viennent d'être décrits. Notamment,le fond de la boîte à lumière peut être garni de.pistes de cuivre, d'un circuit flexible ou de pistes surmouléeg sur plastique, permettant l'alimentation du système et sur lesquelles sont connectées les moyens d'éclairages En variante, l'éclairage peut être réalisé grâce à un film luminescent appliqué sur le fond de la boîte à lumière. -m'if Il REVENDICATIONS 1. Elément de commande notamment pour une installation de chauffage /climatisation de véhicule automobile comportant une boite à lumière (300) présentant plusieurs zones intérieures (300a, 300b) pour l'éclairage sélectif de témoins (202, 203), comportant un élément de boîtier 100) coopérant avec un élément de surface. (101), et dans laquelle sont disposés des moyens10 d'éclairage (110) de chaque zone (300a, 300b), caractérisé en ce que la boite à lumière (300) comporte, en outre, au moins deux nervures (301), issues du moulage de l'élément de surface (101), chaque nervure (301) ayant une épaisseur moyenne à mi-hauteur Em, inférieure à l'épaisseur E dudit élément de surface (101)15 pour réaliser l'étanchéité lumineuse entre les différentes zones précitées (300a, 300b). 2. Elément de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures (301) sont réalisées en un matériau identique à celui de l'élément de surface (101).20 3. Elément de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande est une touche (1). 4. Elément de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commande est une façade notamment de tableau de commande de chauffage/climatisation (2)25 pour véhicule automobile. 5. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les nervures (301) sont disposées parallèlement les unes aux autres à la manière de barrières pour réaliser une étanchéité lumineuse entre les différentes zones de la boîte à lumière. 6. Elément de commande selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les nervures (301) sont disposées de façon concentrique autour de la source lumineuse à isoler. 7. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les nervures (301) sont de longueur variable selon l'élément de commande (1, 2) auquel elles appartiennent. i:; 8. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'éloignement entre les nervures (301) est variable dans une série de nervures pour un même élément de commande (1, 2) et selon l'élément de commande (1, 2). 9'. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle entre deux nervures (301) est opacifié par un agent supplémentaire (119). r10. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage(110) utilisés sont de différents types 11. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'éclairage utilisés sont directement connectés au moyens d'alimentation (111) formant-le fond de la boîte à lumière. 12. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint souple (118) est inséré entre le fond de la boîte à lumière et les nervures (301). 13. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un guide de lumière (113) est utilisé pour guider la lumière vers les témoins (202, 203) et éviter la propagation de celle-ci sur les côtés.