Brevet FR2800904A1 — publié le 20010511

Dispositif de commutation unitaire étanche La présente invention concerne un dispositif de commutation unitaire et etanche, qui permet de réaliser une commutation directement sur un circuit conducteur. Dans les véhicules automobiles notamment, fonctions de commande électrique sont de plus en plus nombreuses afin d'accroître le confort et sécurité des passagers. De nombreuses commandes qui étaient encore manuelles dans un passé récent sont aujourd'hui assurées par des organes électriques. Il en est ainsi des commandes lève-vitres, de positionnement des sièges avant d'un véhicule, des toits ouvrants, etc. Il s'ensuit une utilisation de plus en plus grande d'organes électriques de commande tels que les interrupteurs basculants, les "pushs", les claviers, etc. Sur un même circuit conducteur tel qu'un circuit imprimé, divers composants électriques sont généralement montés qu'il agisse de micro- rupteurs commutation, de relais de puissance ou de transistors. Des machines spécifiques du type appelées des "pick and place" sont utilisées pour prélever des composants électroniques disposés dans un endroit approprié proche et pour le mettre en place sur le circuit conducteur. Souvent, liaison électrique de ces composants avec le circuit conducteur, après leur mise en place sur ce dernier, est effectuée par un procédé dit de soudure à la vague ou de refusion. existe de nombreux dispositifs de commutation largement utilisés comprenant un boîtier, une grille conductrice montée sur le fond du boîtier et pourvue d'au moins deux languettes de contact qui passent à travers le boîtier pour être accessibles à l'extérieur dudit boîtier, un cloquant centré dans boîtier, en appui sur la grille, et un actionneur monté dans le boîtier et au-dessus du cloquant. Le micro-rupteur ainsi constitué est ensuite monté sur circuit conducteur tel qu'un circuit imprimé par soudure des languettes extérieures sur des pistes de ce dernier, de manière à assurer une commutation entre deux pistes dudit circuit imprimé. L'inconvénient majeur de ce micro rupteur est le défaut d'étanchéité de la zone de commutation sur la grille conductrice car les poussières et autres corps étrangers peuvent pénétrer à l'intérieur du boîtier par les interstices obligatoirement présents au niveau des passages de languettes extérieures et de l'actionneur. De plus, la nécessité de souder les languettes extérieures sur le circuit imprimé constitue un autre inconvénient. Des micro-rupteurs considérés comme étanches ont été également proposés. Ils sont constitués par une embase qui est surmoulée une grille, les composants tels que le cloquant et l'actionneur étant positionnés sur la grille avant de monter un capot de protection sur ladite embase, l'ensemble capot-embase constituant un boîtier. Un tel dispositif necessite davantage de pièces, un procédé de fabrication spécifique d'où un prix de revient nettement accru sans procurer une étanchéité parfaite entre l'intérieur et l'extérieur du boîtier en raison du passage de certaines pièces connexion à travers le boîtier qui est ensuite monté et fixé sur le circuit conducteur. Des cloquants simples montés sur un circuit conducteur sont egalement utilisés, leur déformation étant obtenue par un organe d'actionnement extérieur. Les zones de commutation correspondant à ces cloquants ne sont nullement protégées vis-à-vis de l'extérieur ou du milieu environnant. Les systèmes à membrane sont également connus. La membrane généralement disposée au-dessus du circuit conducteur elle comprend plusieurs éléments de commutation répartis sur toute sa surface, chaque 'lément de commutation étant associé à une zone de commutation du circuit conducteur. L'ensemble constitué par la membrane et circuit étant enfermé dans un boîtier qui pince toute la périphérie de la membrane pour isoler de l'extérieur la partie du circuit conducteur qui est recouverte par la membrane. Dans un tel système, les zones de commutation du circuit conducteur communiquent entre elles et ne sont pas étanches les unes par rapport aux autres. De plus, il ne s'agit pas à proprement parler de dispositifs de commutation unitaires même si chaque élément de commutation peut être actionné indépendamment des autres. Enfin, une fois la membrane est fixée sur le circuit conducteur, il n' pas possible d'accéder aux pistes conductrices situées entre les zones de commutation pour procéder, par exemple, à un montage d'autres composants. Il faut noter egalement que de tels systèmes ne se prêtent pas à une utilisation dans les machines automatisées de "pick and place". La présente invention a pour but de proposer un dispositif de commutation unitaire qui est simple à réaliser et qui isole parfaitement vis avis de l'extérieur la zone de commutation d'un circuit conducteur lequel est monté le dispositif de commutation. La présente invention a pour objet un dispositif de commutation unitaire, du type comprenant un organe souple, déformable et au moins un élément conducteur susceptible de réaliser une commutation avec au moins zone de commutation ménagée sur un circuit conducteur, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'étanchéité isolant ladite zone de commutation par rapport à l'extérieur du dispositif. Un avantage est que la ou les zones de commutation associées à ou plusieurs dispositifs selon la présente invention est ou sont protégées manière efficace contre les pollutions de l'environnement extérieur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les moyens d'étanchéité sont constitués par un cerclage solidaire du circuit conducteur et comprenant une gorge périphérique dans laquelle est logée la periphérie de l'organe souple et déformable, et en ce que l'élément conducteur est constitué par un cloquant disposé dans l'espace ménagé entre l'organe souple déformable et la zone de commutation du circuit conducteur. Un autre avantage est que la commutation est directement réalisée par contact sur le circuit conducteur qui constitue également un support pour le dispositif. Enfin, parmi les autres avantages, il faut noter que le dispositif peut être monté sur divers types de circuit conducteur sans requérir de soudure ultérieure puisque la liaison entre le dispositif et le circuit conducteur est effectuée par des pattes qui se clipsent dans des orifices ménagées à cet effet sur le circuit conducteur ; nécessite peu de pièces pour réaliser les fonctions ; - est standardisable c'est-à-dire notamment apte à être utilisé dans machine dite "pick and place" pour être ensuite éventuellement soumis a la méthode de soudure à la vague ou de refusion pour fixer les autres composants électriques et/ou électroniques montés sur le circuit conducteur, tout en protégeant les zones de commutation puisque ces dernières sont isolées de façon étanche de l'environnement exterieur. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture d'un mode de réalisation préféré du dispositif selon l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue éclatée en perspective du dispositif et d'un circuit conducteur représenté partiellement et schématiquement, - la figure 2 est une vue en coupe du dispositif après montage sur le circuit imprimé. Le mode de réalisation du dispositif de commutation unitaire représenté sur les figures comprend un organe souple et déformable 1 et au moins élément conducteur déformable 2 qui réalise une commutation ménagee sur un circuit conducteur tel qu'un circuit imprimé 3 dont seulement une partie est représentée sur la figure 1 et qui comprend des pistes conductrices, dont deux pistes 4 et 5 délimitant une zone de commutation 6 sont représentées. L'organe souple et déformable 1 est constitué par un actionneur comportant en partie supérieure un organe ou téton d'actionnement 7 sur lequel est exercée la force nécessaire à la déformation. L'actionneur comprend au moins une partie 7a de forme tronconique et une base annulaire constituant une lèvre d'étanchéité 8 qui se loge dans gorge 9 ménagée dans des moyens d'étanchéité constitués par un cerclage qui est fixé le circuit imprimé 3 par des pattes de fixation 11 qui sont clipsées dans orifices 12 ménagés dans ledit circuit imprimé 3, dernier constituant de ce fait un support au cerclage 10 et donc au dispositif de commutation dans son ensemble. Le cerclage 10 est réalisé dans une matière rigide comparée à celle de l'actionneur 1 et plus particulièrement par rapport à la lèvre d'étanchéité 8. L'actionneur 1 comprend une face interne courbe 13 ménage avec la face supérieure du circuit imprimé 3 un espace 14 dans lequel est logé l'élément conducteur 2. Ce dernier est constitué par un cloquant métallique qui comprend, dans l'axe de l'organe d'actionnement 7, une partie rentrante 15 qui, après déformation du cloquant 2 par l'actionneur 1, vient en appui sur une zone de contact 15 de la piste 4 du circuit imprimé 3. Le cloquant 2 repose sur le circuit imprimé 3 par des points d'appui 17, chacun des points d'appui 17 étant avantageusement recourbé vers l'extérieur. Pour réaliser une commutation, il est nécessaire qu'au moins un des points d'appui 17 du cloquant soit en contact avec une partie, par exemple 18 d'une piste conductrice telle que la piste 5 du circuit imprimé 3. De préférence, le cloquant 2 est en contact en partie sur la face interne 13 de l'actionneur de façon qu'il puisse être déformé dès qu'une force suffisante est appliquée sur l'organe d'actionnement 7. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la gorge 9 est constituée par une dépouille comportant une portée horizontale 19 et une portée verticale 20 de manière à constituer des zones d'appui pour la lèvre d'étanchéité 8 et améliorer ainsi l'étanchéité et l'isolation vis-à-vis de l'extérieur de la zone de commutation 6 délimitée entre les zones de contact du cloquant 2 sur le circuit imprimé 3, la commutation étant réalisée dans l'exemple représenté, entre les zones contact 16 et 18. A l'état de repos, la lèvre d'étanchéité 8 est appliquée fortement au moins sur la portée 19 et de préférence sur les portées 19 et 20 ce qui empêche toute introduction de toute matière telle que poussière et/ou autre particule solide dans l'espace 14, l'étanchéité étant ainsi garantie à l'encontre des vapeurs induites par une soudure à la vague ou par une refusion même en cas de retournement du circuit imprimé 3. L'étanchéité de la zone de commutation 6 est renforcée lors de l'actionnement de l'actionneur car le déplacement de ce dernier pendant la commutation engendre une mise en pression de la lèvre d'étanchéité 8 dans son logement du cerclage 10. Bien évidemment, il est possible de réaliser un actionneur en plusieurs matières de caractéristiques mécaniques différentes. Dans le cas où la lèvre d'étanchéité est réalisée deux matières différentes, la partie inférieure de la lèvre, en appui sur le circuit imprimé de la figure 2 ou sur la portée inférieure de la gorge de la figure 1, doit être en une matière souple, pour garantir l'étanchéité par sa déformation ou compression dans le cerclage, la partie supérieure de ladite lèvre étant alors en matière dure. Dans ce mode de réalisation, la portée du cerclage en regard de la partie dure de la lèvre, comprend sur sa surface des points ou zones de contact qui viennent en appui sur ladite partie dure de ladite lèvre d'étanchéité. Le reste de l'actionneur peut être réalisé dans la même matière que la partie inférieure souple de la lèvre d'étanchéité ou dans une autre matière souple déformable. lèvre d'étanchéité peut également comprendre des pattes latérales supplémentaires qui pénétreraient davantage dans le logement pour autant que dernier présenterait une forme et des dimensions appropriées, étant précisé que dans tous les cas au moins une partie de la lèvre annulaire d'étanchéité serait introduite dans la gorge ou logement de réception cerclage 10. De préférence, l'actionneur 1 est réalisé dans une matière plastique telle qu'un élastomère, une silicone ou un caoutchouc naturel ou synthétique. Il est évident que la partie du circuit imprimé située au-dessous du cloquant doit être dépourvue de tout orifice ou passage pour obtenir l'étanchéité recherchée au niveau de la zone de commutation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation unitaire du type comprenant un organe souple, déformable (1) et au moins un élément conducteur (2) susceptible de réaliser une commutation avec au moins zone de commutation (6) ménagée sur un circuit conducteur (3), caracterisé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'étanchéité (8, 9, 10) isolant ladite zone de commutation (6) par rapport à l'extérieur du dispositif. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en que les moyens d'étanchéité sont constitués par un cerclage (10) solidaire circuit conducteur (3) et comprenant une gorge périphérique (9) dans laquelle est logée la périphérie (8) de l'organe souple et déformable (1), et en ce que l'élément conducteur (2) est constitué par un cloquant disposé dans l'espace (14) ménagé entre l'organe souple déformable (1) et la zone de commutation (6) du circuit conducteur (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la périphérie l'organe souple déformable (1) comprend une lèvre périphérique souple (8). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé ce que le cloquant en appui sur l'organe souple déformable et par points de contact ( sur le circuit conducteur (3). 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément conducteur (2) est métallique. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caracterisé en ce que l'organe souple déformable (1) est constitué par un actionneur comportant un téton d'actionnement (7). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérise ce que l'actionneur (1) est en matière plastique souple telle qu'un élastomère, une silicone ou un caoutchouc. 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé ce que le cerclage (10) est en un matériau rigide et il est muni d'au moins deux pattes d'attache (11) qui permettent le positionnement mécanique du dispositif sur le circuit conducteur (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 4 8, caractérisé en ce que circuit conducteur (3) est un circuit imprimé. 10. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité comprend une partie inférieure en matière souple et une partie supérieure en matière dure qui est en appui la portée en regard de gorge (9) du cerclage (10) par l'intermédiaire de points de contact ménagés sur la surface de ladite portée.