Brevet FR2807161A1 — publié le 20011005

AGENCEMENT D'ISOLATION THERMIQUE D'UN INDICATEUR La présente invention se rapporte à un indicateur pour de nombreux dispositifs et, particulièrement, un indicateur pour véhicules ayant une aiguille lumineuse. Dans un indicateur pour véhicules ayant une aiguille lu- mineuse, une partie principale de l'unité d'entraînement est disposée derrière un cadran, et un arbre rotatif s'étend vers l'extérieur depuis un trou traversant du cadran pour suppor- ter une aiguille à l'une de ses extrémités. Une diode à émis- sion de lumière éclairant l'aiguille est disposée à proximité de l'arbre rotatif et du trou traversant derrière le cadran. Une diode à émission de lumière éclairant le cadran peut éga- lement être disposée à proximité de l'arbre rotatif derrière le cadran. En général, de telles diodes à émission de lumière ne sont pas suffisamment résistantes à la chaleur de la sou- dure et au choc thermique, s'ils sont répétés.- Si un moteur pas à pas, qui emploie habituellement un train d'engrenages de réduction de vitesse en résine est ins- tallé dans l'unité d'entraînement, il devrait prendre en compte le fait qu'un tel moteur pas à pas puisse ne pas être résistant à la chaleur provenant de la soudure ou au choc thermique. Un but principal de l'invention est de proposer un indi- cateur amélioré et fiable qui inclut une diode à émission de lumière et autres parties sensibles à la chaleur. En conformité avec une caractéristique principale de l'invention, dans un indicateur qui inclut un cadran transpa- rent, une carte de circuits imprimés disposée- derrière le ca- dran, une unité d'entraînement et une aiguille lumineuse con- ductrice de la lumière et une diode à émission de lumière, une pluralité de fils conducteurs qui s'étendent depuis l'unité d'entraînement et sont respectivement soudés à des parties distantes sur la carte du circuit imprimé en partant de la diode peuvent isoler la diode de la chaleur de la sou- dure. Bien que la chaleur de la soudure de la diode à émission de lumière sur la carte de circuits soit élevée et que des contraintes thermiques soient appliquées à la diode à émis- sion de lumière, la diode à émission de lumière n'est pas en- dommagée du fait que la chaleur et la contrainte sont tout d'abord appliquées à la diode et non appliquées à celle-ci de manière importante. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la pré- sente invention de même que les fonctions des parties appa- rentées de la présente invention deviendront plus clairs à partir d'une étude de la description détaillée suivante, des revendications annexées et des dessins. La figure 1 et une vue de côté en coupe fragmentaire il- lustrant une partie principale d'un indicateur en conformité avec un premier mode de réalisation de l'invention; La figure 2 est une vue en perspective de l'indicateur en conformité avec le premier mode de réalisation; La figure 3 est une vue de côté en coupe fragmentaire illustrant une partie principale d'un indicateur en conformir té avec un second mode de réalisation de l'invention; La figure 4 est une vue en coupe d'un connecteur de l'indicateur illustré la figure 3; et La figure 5 est une vue de côté en coupe fragmentaire illustrant une partie principale d'un indicateur en conformi- té avec un troisième mode de réalisation de l'invention. Un indicateur en conformité avec un premier mode de réa- lisation de l'invention est décrit en se référant aux figures 1 et 2. L'indicateur en conformité avec le premier mode de réalisation est installé dans le compartiment de passagers d'une voiture. L'indicateur est généralement constitué d'une pluralité d'unités de plaque pour cadran U ayant sensiblement la même structure. Une unité de cadran U est constituée d'un cadran 10, d'une plaque conductrice de la lumière 20, d'une carte de circuits imprimés 30, d'une unité d'entraînement 40, d'une aiguille lumineuse 50 et d'une diode à émission de lu- mière 60. La plaque conductrice de la lumière 20 reçoit la lumière émise depuis un tube de passage de la lumière (non représen- té) disposé au niveau de son bord latéral et conduit la lu- mière vers le cadran 10 pour laisser la lumière pénétrer dans le cadran 10. La carte de circuits imprimés 30 comporte un circuit im- primé 32 constitué de films de cuivre ou d'aluminium minces imprimés sur une carte isolante dure 31. La carte de circuits imprimés 30 est disposée sur la surface avant de la section de commande d'entraînement 40a de l'unité d'entraînement 40 derrière la plaque conductrice de la lumière 20. La carte de circuits imprimés 30 peut être une carte de circuit flexible qui comporte une carte isolante constituée de polyester ou de polyimide solide. La section de commande d'entraînement 40a est constituée d'un logement résineux 41, lequel inclut un élément de boî- tier 41a, une boîte de borne 41b et une paroi extérieure com- mune. La boîte de borne 41b est fixée à une paroi externe de l'élément de boîtier 41a. En plus de la section de commande d'entraînement 40a, l'unité d'entraînement 40 inclut égale- ment un arbre rotatif 40b. L'élément de boîtier 41a comporte un plafond 41c et reçoit un moteur pas à pas et un train d'engrenages de réduction de vitesse sous le plafond 41c. La paroi externe commune s'étend vers le haut depuis le plafond 41c et forme une paroi d'enceinte 41d. Le moteur pas à pas comporte une pluralité de fils con- ducteurs du type faisceau 42. Chaque fils conducteur 42 s'étend depuis l'intérieur de l'élément de boîtier 41a dans la boîte de borne 41b le long du plafond 41c à l'intérieur de la paroi d'enceinte 41d. Chaque fil conducteur 42 comporte une partie en forme de U qui est reçue dans la boîte de borne 41b et une borne 42a à l'extrémité de sa partie. Chaque fil conducteur 42 s'étend également radialement vers l'extérieur depuis l'élément de boîtier et vers le haut depuis la boîte de borne 41b à travers la carte de circuits 30. La borne 42a est soudée à une partie 41e autour d'une partie de connexion d'un circuit imprimé 32 de la carte de circuits 30 qui est placée à distance de l'arbre rotatif 40b. Le plafond 41d du logement 41 est fixé à l'arrière de la carte de circuit 30. Les fils conducteurs 42 disposés en faisceau peuvent être disposés en contact rapproché avec l'arrière de la carte de circuit 30 d'une manière telle que la chaleur générée alors que la diode à émission de lumière 60 est alimentée peut être dissipée par l'intermédiaire des fils conducteurs 42. L'arbre rotatif 40b s'étend depuis le plafond 41c du lo- gement 41 à travers un trou traversant 21 de la plaque con- ductrice de la lumière 20 et un trou traversant 11 du cadran 10. L'arbre rotatif 40b est connecté à un côté sortie d'un train d'engrenages de réduction de vitesse disposé dans l'élément de boîtier 41a. Le trou traversant 11 est formé au centre du cadran 10 ou au centre d'une configuration d'échelle de gradation en forme d'arc. L'aiguille lumineuse 50 comporte une partie de base 51, qui a une partie de bosse 51a supportée par l'extrémité de l'arbre rotatif 40b. L'aiguille lumineuse 50 devient lumi- neuse lorsqu'elle reçoit la lumière de la diode à émission de lumière 60 à l'arrière de la partie de base 51 à travers les trous traversants 21 et 11. La diode à émission de lumière 60 est une diode du type à montage en surface et est fixée à un circuit imprimé 32 de la surface avant de la carte de circuit 30 autour de l'arbre rotatif 40b d'une manière telle qu'elle peut être en regard de l'arrière de la partie de base 51 à travers les trous tra- versants 21 et 11. La diode à émission de lumière 60 est ali- mentée depuis une source électrique à courant continu via la carte de circuits 30 pour émettre la lumière et projeter la lumière à travers les trous traversants 21 et 11 vers la par- tie de base 51 de l'aiguille 50. La diode à émission de lu- mière 60 qui est soudée à une autre partie de la carte de circuits 30 est distante de la borne 42a sur une distance d'environ 10 mm du fil conducteur 42 qui est soudé à une par- tie de la carte de circuits 30. En conséquence, la chaleur du soudage de la borne 42a et de la carte de circuits 30 n'en- dommagera pas la diode à émission de lumière 60. Au cours de l'opération de soudure, la diode à émission de lumière 60 et autres composants électriques exceptés les fils conducteurs 42a sont soudés par un processus de soudage au reflux ou flux aux parties correspondantes des circuits 32 de la carte de circuits 30. Même si la chaleur d'une telle opération de soudure est élevée et que des contraintes ther- miques sont appliquées à la diode à émission de lumière qui est soudée à la carte de circuits 30 à proximité de l'arbre rotatif 40b, la diode à émission de lumière 60 n'est pas en- dommagée du fait qu'une telle chaleur et contrainte arrive tout d'abord à la diode 60. Après que la chaleur de la soudure se soit dissipée, le logement 41 est fixé à l'arrière de la carte de circuits 30 au niveau de la paroi d'enceinte 41d et les bornes 42a des fils conducteurs 42 sont respectivement insérées dans les trous de connexion de la carte de circuits 30. Par la suite, les bornes 42a sont respectivement soudées aux parties cor- respondantes 41e du circuit imprimé 32. Du fait que la diode à émission de lumière 60 est distante d'environ 10 mm des bornes 42a, la diode 60 est isolée de la chaleur de la sou- dure et des chocs thermiques. Puisque le logement 41 est fixé à la carte de circuits 30 après que la température élevée dé- coulant du processus de soudure au reflux ou flux soit abais- sée, le train d'engrenages de réduction de vitesse résineux, qui peut ne pas être résistant à la chaleur, peut être proté- gé d'une telle température élevée. En conséquence, le train d'engrenages n'est pas endommagé par la chaleur provoquée alors que les fils conducteurs 42 sont soudés à la carte de circuits 30. En tant que variante, l'unité d'entraînement qui inclut le moteur pas à pas peut être remplacée par une unité d'en- traînement du type à bobine transversale bien connu. Un indicateur selon un second mode de réalisation de l'invention est décrit en se référant aux figures 3 et 4. Par ailleurs, les mêmes références numériques dans les dessins suivants correspondent aux mêmes parties ou composants du premier mode de réalisation. De nombreux connecteur 30a des fils conducteurs 42 de la carte de circuits sont fixés à l'arrière de la cartes de cir- cuits 30 et disposés à l'intérieur de la boîte de borne 40b pour correspondre respectivement aux fils conducteurs 42. Chaque connecteur 30a comporte un logement cylindrique 33, qui comporte un plafond 33a fixé à l'arrière de la carte de circuits 30 de façon à recevoir un fil conducteur correspon- dant parmi les fils conducteurs 42 et une paire d'éléments de contact 34 s'étendant généralement en parallèle avec le fil conducteur 42. Chaque élément de contact 34 comporte un bord de contact en forme de L 34a qui presse élastiquement contre une partie intermédiaire de la périphérie externe du fil con- ducteur correspondant 42. Chaque élément de contact 34 com- porte une extrémité supérieure 34b qui est insérée dans un des trous de plages de connexion 35 de la carte de circuits 30. Chaque trou de plages de connexion 35 est formé à partir d'un trou traversant de la carte isolante 31 et d'un trou du circuit imprimé 32. Les extrémités supérieures 34b sont sou- dées aux trous de plages de connexion 35. Chaque borne 42a du moteur pas à pas est insérée dans un des logements 33 à travers un trou traversant 33b de sa par- tie inférieure, entre la paire des bords de çontact 34a et à travers un trou traversant 33c du plafond 33a et se prolonge vers l'extérieur depuis un trou traversant 37 de la carte de circuits 30. Aucune partie du circuit imprimé 32 n'existe au- tour du trou traversant 37. Pendant l'assemblage, chaque connecteur 30a est fixé à l'arrière de la carte de circuits 30 au niveau du plafond 33a et l'extrémité supérieure 34b de chaque élément de contact 34 est insérée dans un trou des trous de plages de connexion 35. Par la suite, les éléments de borne 30a des connecteurs 30a, la diode à émission de lumière 60 et autres composants élec- triques sont respectivement soudés au circuit imprimé 32 de la carte de circuits 30 par le processus de soudure au reflux ou flux. Les extrémités supérieures 34a des paires des élé- ments de contact 34 sont respectivement soudées aux parties de circuit 36 des trous de plages de connexion correspondant , comme cela est représenté à la figure 4. Même si la cha- leur d'une telle opération de soudure est élevée et que des contraintes thermique sont appliquées à la diode à émission de lumière 60, la diode à émission de lumière 60 n'est pas endommagée du fait que la chaleur et la contrainte sont tout d'abord appliquées à la diode 60 et ne lui sont plus appli- quées par la suite. Après que la chaleur de la soudure se soit dissipée, le logement 41 est fixé à l'arrière de la carte de circuits 30 au niveau de la paroi d'enceinte 41d et les connecteurs 30a sont reçus dans la boîte de borne 41b. Au même instant, cha- que borne 42a est insérée dans les trous traversants 33a, en- tre la paire des éléments de contact 34 a, le trou traversant 33c du plafond et le trou traversant 37 de la carte de cir- cuits 30. Du fait qu'aucune partie du circuit imprimé 32 n'existe autour du trou traversant 37, les trous traversant 37 ne sont pas bloqués par des copeaux de soudure. Ainsi, les fils conducteurs 42 sont connectés via les connecteurs 30a à la carte de circuits 30 sans soudure. En tant que variante de l'indicateur précédemment men- tionné, la diode à émission de lumière 60 peut être utilisée pour éclairer le cadran 10 à la place du tube de passage de lumière. À cette fin, une partie d'interception de lumière est formée au niveau de la périphérie interne du trou traver- sant 21 de la plaque conductrice de la lumière 20. Un indicateur selon un troisième mode de réalisation de l'invention est décrit en se référant à la figure 5. Une pluralité de diodes à émission de lumière du type à montage en surface 70 remplacent le tube de passage de lu- mière de l'indicateur selon le premier mode de réalisation. La pluralité des diodes à émission de lumière 70 d'éclairage du cadran sont montées sur le circuit 32 pour correspondre au cadran 10. Chaque diode à émission de lumière 70 émet la lu- mière vers le cadran 10 à travers la plaque conductrice de la lumière 20, de sorte qu'une lumière uniforme comme un tout peut pénétrer dans le cadran 10. La pluralité des diodes à émission de lumière 70 sont disposées à une distance d'envi- ron 10 mm de la partie soudée 41e des bornes 42a autour de l'arbre rotatif 40b et de la diode à émission de lumière 60 pour éclairer l'aiguille 50. Au cours de l'opération de soudage, les diodes à émis- sion de lumière 60 et 70 et autres composants électriques ex- ceptés les fils conducteurs 42a sont soudés par un processus de soudage au reflux ou flux aux parties correspondantes des circuits 32 de la carte de circuits 30. Même si la chaleur d'une telle opération del soudure est élevée et que des con- traintes thermique sont appliquées aux diodes à émission de lumière 60 et 70, la diode à émission de lumière 60 n'est pas endommagée du fait que la chaleur et la contrainte sont tout d'abord appliquées aux diodes 60 et 70. Après que la chaleur de la soudure se soit dissipée, le logement 41 est fixé à l'arrière de la carte de circuits 30 et les bornes 42a des fils conducteurs 42 sont respectivement insérées dans les trous de plages de connexion de la carte de circuits 30. Par la suite, les bornes 42a sont respectivement soudées aux parties correspondantes 41e du circuit imprimé 32. Du fait que les diodes à émission de lumière 60 et 70 sont à une distance de 10 mm ou plus longue des bornes 42a, les diodes 60 et 70 sont isolées de la chaleur de la soudure et des chocs thermiques. En tant que variante de l'indicateur selon le troisième mode de réalisation, la plaque conductrice de la lumière 20 peut être omise. Dans cette variante, l'aiguille lumineuse 50 peut être disposée derrière le cadran 10. Dans la description qui précède de la présente inven- tion, l'invention a été décrite en se référant à ses modes de réalisation spécifiques. Il sera toutefois évident que diver- ses modifications et changements peuvent être réalisés sur les modes de réalisation spécifiques de la présente invention sans sortir de la portée de l'invention comme cela est énoncé dans les revendications annexées. En conséquence, la descrip- tion de la présente invention doit être considérée comme il- lustrative plutôt que restrictive. REVENDICATIONS 1. Indicateur comprenant un cadran transparent (10), une carte de circuits imprimés (30) disposée derrière ledit ca- dran, une unité d'entraînement (40) ayant une section de com- mande d'entraînement (40a) disposée derrière ledit cadran et un arbre rotatif (40b) s'étendant depuis ladite section de commande d'entraînement à travers ladite carte de circuits imprimés, une aiguille lumineuse conductrice de la lumière (50) ayant une partie de base (51) supportée par une extrémi- té dudit arbre rotatif pour tourner le long de la surface dudit cadran, et une diode à émission de lumière (60) dispo- sée sur ladite carte de circuits imprimés près dudit arbre rotatif d'une manière telle que ladite partie de base de la- dite aiguille reçoit la lumière émise à partir de ladite diode à émission de lumière, caractérisé en ce que chaque extrémité (42a) d'une pluralité de fils conduc- teurs (42) de ladite section de commande d'entraînement est soudée à ladite carte de circuits imprimés à une distance suffisante pour isoler ladite diode à émission de lumière de la chaleur de la soudure de ladite pluralité des fils conduc- teurs audit circuit imprimé. 2. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite distance est d'environ 10 mm ou plus longue. 3. Indicateur selon la revendication 1, comprenant en outre une pluralité de diodes à émission de lumière d'éclairage de cadran (70), caractérisé en ce que chacune de ladite pluralité des diodes à émission de lu- mière d'éclairage de cadran est disposée à une certaine dis- tance desdites extrémités desdits fils conducteurs (42) suf- fisante pour isoler ladite pluralité de diodes à émission de lumière d'éclairage de cadran de la chaleur de la soudure desdites extrémités à ladite carte de circuits imprimés (30). 4. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite section de commande d'entraînement (40a) comprend un moteur pas à pas ayant ladite pluralité des fils conduc- teurs (42) pour entraîner ledit arbre rotatif (40b). 5. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite section de commande d'entraînement (40a) comporte un moteur pas à pas ayant ladite pluralité des fils conduc- teurs connectés à une pluralité de connecteurs (30a) et un train d'engrenages de réduction de vitesse résineux connecté entre ledit moteur pas à pas et ledit arbre rotatif (40b). 6. Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une diode à émission de lumière d'éclairage de cadran (70). 7. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite carte de circuits imprimés (30) comprend une pre- mière partie à laquelle ladite diode à émission de lumière (60) est soudée et une seconde partie à laquelle ladite plu- ralité des fils conducteurs (42) est soudée après que ladite diode à émission de lumière soit soudée. 8. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque dit fil conducteur (42) s'étant radialement vers l'extérieur d'une manière telle que ladite extrémité (42a) peut être soudée à une partie qui est positionnée à distance dudit arbre rotatif (40b).