Brevet FR2867305A1 — publié le 20050909

Dispositif de commande du type à touche multi-fonctions pour un équipement de véhicule automobile L'invention se rapporte aux dispositifs de commande des équipements des véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de commande à monter sur une carte électronique et comprenant une touche multi- fonctions montée sur une platine par l'intermédiaire d'une articulation. Les équipements de véhicules automobiles, par exemple l'appareil de chauffage et/ou de climatisation ou le climatiseur d'air, sont commandés par l'utilisateur à partir de touches de commande de la planche de bord. 'Ces commandes sont regroupées par fonctions sur des touches multifonctions en forme de croix ou de carré ou encore en pétale. Une touche multi-fonctions, appelée aussi "cabochon", permet d'actionner plusieurs contacteurs par l'intermédiaire de surfaces d'appui qui enfoncent des poussoirs de contact électrique d'une feuille d'élastomère, appelée "cloquante", qui constitue une membrane déformable. Les dispositifs de commande actuellement connus comportent une sphère portée par la platine grâce à deux bras. La touche multi-fonctions et une demi-coquille comportent chacune un demi-logement sphérique concave. La demi-coquille est encliquetée sur la touche multi-fonctions de manière à enfermer la sphère et à constituer une articulation rotoïde de la touche multi-fonctions sur la platine. Toutefois, une articulation de ce type n'empêche pas la rotation de la touche multi-fonctions dans le plan du tableau de commande, en d'autres termes dans un plan perpendiculaire à celui de la carte électronique. Ceci a pour conséquence que le jeu entre la touche multi-fonctions et la platine ne reste pas constant. C'est pourquoi on bloque, de manière connue, l'axe de rotation de la touche multi-fonctions par deux 2867305 2 formes complémentaires, par exemple un doigt dans une fente en U ou un pion dans un trou, une nervure dans une rainure. Cependant, ces dispositifs nuisent aux mouvements dans les deux autres axes de rotation. Il est nécessaire d'augmenter le jeu pour permettre un bon fonctionnement. En outre, la mise au point est longue et difficile. Enfin, la présence de la sphère au milieu de la touche multifonctions, soutenue par des bras, est une gêne pour l'éclairage des symboles de touches (pictogrammes) par des sources de lumière situées dans la platine. L'invention a notamment pour but de procurer un dispositif de commande qui remédie à ces inconvénients. Ces buts sont atteints par le fait que la touche multifonctions est articulée en rotation autour d'au moins deux axes parallèles au plan de la carte et par le fait que l'un au moins de ces deux axes interdit une rotation autour d'un axe perpendiculaire au plan de la carte. La touche multi-fonctions comporte avantageusement des surfaces d'appui aptes à actionner des poussoirs montés perpendiculairement à la carte électronique Selon un premier mode de réalisation, la touche multifonctions comporte au moins deux surfaces d'appui qui coopèrent chacune avec une extrémité d'un poussoir qui leur est associé pour former un axe qui interdit une rotation de la touche multi-fonctions autour d'un axe perpendiculaire au plan de la carte. Grâce à ces caractéristiques, la coopération des surfaces d'appui de la touche multi-fonctions et de l'extrémité des poussoirs recrée un axe de rotation fictif qui empêche le décalage angulaire de la touche multifonctions. Par exemple, dans le cas où les surfaces d'appui de la touche multi- fonctions comportent des logements en forme de V, l'extrémité arrondie ou hémisphérique des poussoirs s'engageant dans ces ( 2867305 3 formes en V sous l'effet de la précontrainte exercée par la membrane en élastomère (la cloquante) supprime le jeu entre les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions et l'extrémité des poussoirs. Le jeu latéral est bloqué, mais l'axe fictif laisse pivoter la touche multi-fonctions pour lui permettre de fonctionner suivant deux axes. concourants de rotation, parallèles au plan de la carte électronique. Dans une réalisation particulière, les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions présentent une forme en V, l'extrémité des poussoirs présentant une forme arrondie engagée dans les V de la touche multifonctions. Selon une autre variante, les surfaces d'appui de la touche multifonctions présentent une forme arrondie, l'extrémité des poussoirs présentant une forme en V engagée sur les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions. Selon une autre variante de réalisation, les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions présentent une forme conique, l'extrémité des poussoirs présentant une forme hémisphérique engagée dans la forme conique de la touche multi-fonctions. Selon encore une autre variante de réalisation, les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions présentent une forme sphérique, l'extrémité des poussoirs présentant une forme creuse conique dans laquelle est engagée la forme hémisphérique des surfaces d'appui de la touche multifonctions. Conformément à un second mode de réalisation, le dispositif de commande comporte un croisillon comportant une première et une seconde branches sensiblement perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, la première branche étant articulée sur la touche multi-fonctions, la seconde branche étant articulée sur la platine. Grâce à la présence du croisillon, on remplace l'articulation à trois degrés de liberté en rotation de la sphère par les deux degrés de liberté en rotation de la touche multifonctions autour des deux axes concourants passant respectivement par l'articulation de ce dernier sur la touche multi-fonctions et sur la platine. De la sorte, la rotation de la touche multi-fonctions autour d'un plan perpendiculaire à la carte, en d'autres termes autour du plan de la façade de la platine, est empêchée. Le jeu entre la touche multi- fonctions et la façade de la platine reste constant lorsque l'utilisateur actionne une commande. Dans une variante de réalisation, la première branche comporte des tourillons qui s'engagent dans des paliers de la 15 touche multifonctions. Avantageusement, la platine comporte des tourillons qui s'engagent dans des paliers formés à l'extrémité de la seconde branche du croisillon. Dans un mode de réalisation particulier, la platine comporte une rainure périphérique sur laquelle les tourillons de la platine sont formés. Conformément à une réalisation préférée, la touche multifonctions comporte des pictogrammes, chaque pictogramme symbolisant une commande, au moins une source lumineuse étant disposée dans la platine afin de rétro-éclairer les pictogrammes. Avantageusement, la touche multi-fonctions comporte quatre pictogrammes et les branches du croisillon sont orientées angulairement de manière à être disposées entre ces pictogrammes. Grâce à cette caractéristique, les branches du croisillon ne forment aucun obstacle à la lumière émise par la carte pour éclairer les symboles de la touche multi-fonctions. Ceci peut permettre de n'utiliser qu'une seule source lumineuse, par 2867305 5 exemple une diode émettant dans un angle de 120 et placée au centre de la platine. Dans une réalisation particulière, la touche multi-fonctions comporte en outre un cinquième pictogramme central, le centre du croisillon étant dégagé afin de permettre le rétro-éclairage du pictogramme central. Avantageusement, le croisillon comporte une forme asymétrique et/ou des branches de longueurs différentes afin de former un détrompeur. Ainsi, le croisillon peut être monté dans une seule position, ce qui évite les erreurs au moment de l'assemblage du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de.l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: les figures 1 à 3 représentent respectivement une vue éclatée en perspective, une vue assemblée et une vue en coupe d'un dispositif de commande conforme à l'art antérieur; la figure 4 est une vue de dessus d'un dispositif de commande 25 conforme à un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne V-V de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 est une représentation en perspective du dispositif de commande illustré sur les figures 4 à 6; la figure 8 est une vue éclatée, à échelle agrandie, d'un détail de la figure 6; 2867305 6 la figure 9 est une vue de détail en perspective montrant une variante de réalisation d'un poussoir du dispositif de commande représenté sur les figures 4 à 8; la figure 10 est une autre vue de détail en perspective montrant une autre variante de réalisation d'un poussoir du dispositif de commande représenté sur les figures 4 à 8; la figure 11 est une vue en perspective éclatée d'un 10 dispositif de commande conforme à un second mode de réalisation de l'invention; la figure 12' est une vue en perspective de la touche multifonctions de la figure 11, le croisillon assemblé à la touche 15 multi-fonctions; la figure 13 est une vue de face du dispositif des figures 11 et 12; la figure 14 est une vue en coupe selon la ligne XIV-XIV de la figure 13; la figure 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la figure 13; et la figure 16 est une vue en coupe selon la ligne XVI-XVI de la figure 15. On a représenté sur les figures 1 à 3 respectivement une vue en perspective éclatée, une vue assemblée et une vue en coupe d'un dispositif de commande conforme à l'art antérieur. Il comprend une carte électronique 2 comportant un circuit imprimé et des composants électroniques. Une plaque souple en élastomère 4, également appelée cloquante, est montée sur la carte électronique pour constituer une membrane déformable. Quatre plots 6 sont montés sur la cloquante 4 en étant disposés en croix. Les plots 6 sont actionnés par des poussoirs 8, un poussoir étant associé à chaque plot 6. Ces plots sont conçus pour actionner directement ou indirectement 2867305 7 des contacts ou contacteurs électriques de la carte électronique 2, de manière en soi connue. Les plots peuvent agir, par un effet ressort de la cloquante, sur des contacts électriques portés par la carte électronique. Les plots peuvent en variante porter des pastilles conductrices aptes à assurer un contact avec des points de contact qui terminent des pistes conductrices formées sur la carte électronique. Les poussoirs 8 sont guidés dans des surfaces de guidage prévues dans une platine 10, comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3. Les poussoirs 8 comportent une extrémité 9 qui s'applique sur les plots 6 et une extrémité 11. Des surfaces d'appui 12 formées dans une touche de commande multi-fonctions 14 (également appelée "cabochon") sont aptes à s'appliquer sur les extrémités 11, des poussoirs 8 afin de les enfoncer et de commander les plots 6 et, par conséquent, les contacts électriques que porte la carté électronique. La touche multi-fonctions 14 comporte des symboles ou pictogrammes 16 qui représentent la commande associée à la zone de la touche multi-fonctions sur laquelle ils sont formés. Ces pictogrammes 16 sont formés sur une face externe 13 de la touche 14. La touche multi-fonctions 14 est articulée sur la platine par l'intermédiaire d'une articulation sphérique. Cette articulation comporte une sphère 18 reliée à la platine par deux bras opposés 20 (figure 2). La touche multi-fonctions 14 comporte un demi-logement sphérique concave qui vient se placer sur la sphère 18. Une demi-coquille 22, comportant également un demi-logement sphérique concave, vient s'encliqueter sur la touche multi-fonctions de manière à emprisonner la sphère. On réalise ainsi une articulation rotoïde de la touche multi-fonctions 14 sur la platine 10. La touche multi-fonctions 14 est ainsi mobile en rotation autour de deux axes de rotation X et Y perpendiculaires entre eux, ce qui permet d'actionner, au choix, l'un des quatre plots 6 en appuyant sur le symbole correspondant 16 de la touche multi-fonctions 14. 0( 2867305 8 Toutefois, dans un dispositif de ce type, la touche multifonctions 14 n'est pas guidée en rotation autour d'un axe Z perpendiculaire au plan contenant les axes X et Y, en d'autres termes, perpendiculaire au plan de la carte électronique 2 qui est également le plan de la façade de la platine 10. C'est pourquoi le jeu périphérique entre la touche multi-fonctions et le logement correspondant de la platine dans laquelle la touche multi- fonctions est logée ne reste pas constant lorsque l'utilisateur appuie sur une touche. On est obligé, dans un dispositif de ce type, de bloquer la rotation de la touche multi-fonctions autour de l'axe Z par deux formes complémentaires, par exemple un doigt prévu sur la touche multi- fonctions s'engageant dans une fente en U de la platine (non représentés). Toutefois, un dispositif de blocage de ce type nuit aux mouvements de rotation autour des axes X et Y, de telle sorte qu'il est nécessaire d'augmenter le jeu périphérique entre la touche multi-fonctions et le logement de la platine. On a représenté sur les figures 4 à 8 un premier mode de réalisation d'un dispositif de commande selon l'invention qui remédie aux inconvénients énumérés précédemment. Dans ce mode de réalisation, la touche multifonctions 14 est articulée sur la platine 10 de la même manière que dans l'art antérieur décrit plus haut, à savoir par l'intermédiaire d'une sphère 18 solidaire de la platine et prise entre deux demi-logements sphériques, à savoir respectivement un logement formé dans la touche multi-fonctions 14 et un logement formé dans une demi-coquille 22 encliquetée sur la touche multi-fonctions. Cette dernière est donc mobile en rotation selon les trois axes X, Y et Z par rapport à la platine. Toutefois, conformément à l'invention, les extrémités 11 d'au moins deux poussoirs 8 coopèrent avec les surfaces d'appui de la touche multifonctions 14 pour former au moins un axe fictif qui bloque la rotation de la touche multi-fonctions selon l'axe Z. Dans l'exemple représenté sur les figures 4 à 8, les extrémités 11 des quatre poussoirs 8 sont hémisphériques. En outre, au moins deux surfaces d'appui 26 de la touche multi- d 2867305 9 fonctions 14 présentent une forme de V. Comme on peut le voir sur la figure 7, les surfaces d'appui 26 en forme de V sont disposées selon l'axe X. Il va de soi qu'elles pourraient également l'être selon l'axe Y ou encore que chacune des surfaces d'appui pourrait présenter cette forme en V. Alors que, dans l'art antérieur, le contact des surfaces d'appui 12 sur les extrémités 11 des poussoirs est du type sphère sur plan, au contraire, les extrémités hémisphériques 11 des deux poussoirs 8 disposés selon l'axe X sont précontraintes à l'intérieur des logements en forme de V, ce qui immobjlise la touche multi-fonctions 14 en rotation selon l'axe Z perpendiculaire au plan de la carte électronique 2 et de la cloquante 4. Cette précontrainte est exercée par l'effort antagoniste exercé entre la liaison touche-sphère et la cloquante. On réalise ainsi un axe fictif qui n'empêche pas la rotation de la touche multi-fonctions selon les axes X et Y tout en permettant de maintenir constant le jeu périphérique entre le pourtour de la touche multifonctions et le logement de la platine dans lequel la touche multifonctions est logée. La coopération entre une surface d'appui 26 en forme de V et l'extrémité hémisphérique 11 d'un poussoir 8 apparaît mieux sur le détail en vue éclatée de la figure 8. Bien entendu, d'autres formes sont concevables en ce qui concerne l'extrémité 11 des poussoirs 8 et les surfaces d'appui de la touche multifonctions. Par exemple, comme représenté sur la figure 9, il est possible d'inverser les formes, les surfaces d'appui 28 de la touche multifonctions présentant une forme arrondie qui vient se loger dans un logement en V 30 formé à l'extrémité 11 de deux au moins des poussoirs 8. Ou encore, les surfaces d'appui 26 de la touche multi-fonctions peuvent présenter une forme conique, comme représentée sur la figure 10, dans laquelle viennent s'engager les extrémités hémisphériques de deux au moins des poussoirs 8. 2867305 10 On a représenté sur les figures 11 à 16 un second mode de réalisation d'un dispositif de commande conforme à l'invention. Il se distingue du premier mode décrit par le fait que la sphère 18 est ici remplacée par un croisillon 40 (figures 11 et 12). Le croisillon 40 est constitué d'une première branche 42 et d'une seconde branche 44 perpendiculaires l'une à l'autre. La première branche 42 est articulée sur la touche multi-fonctions 14. A,cet effet, chacune des deux extrémités de la première branche 42 est terminée par un tourillon 46 qui s'engage dans un palier correspondant 48 de la touche multi-fonctions 14. La seconde branche 44 est articulée sur la platine 10. Dans l'exemple, chacune des deux extrémités de la seconde branche 44 comporte des paliers 50 qui se montent sur des tourillons 52 de la platine. Ainsi, le croisillon 40 pivote autour d'un axe fixe par rapport à la platine 10, tandis que la touche multifonctions 14 pivote autour du croisillon en décrivant toutes les positions nécessaires au fonctionnement des poussoirs 8. Le croisillon 40 constitue ainsi un double joint de cardan. La figure 13 est une vue de dessus du dispositif des figures 11 et 12. La figure 14, qui est une vue en coupe selon la ligne XIV-XIV de la figure 13, montre l'articulation des tourillons 46 de la première branche 42 dans les paliers 48 de la touche multi-fonctions 14. On remarque sur cette figure que la platine 10 comporte une rainure périphérique 54 qui fait le tour du logement dans lequel est placée la touche multi-fonctions 14. On remarque en outre que le rebord 15 de la touche multi-fonctions 14 est logé dans cette rainure. Cette dernière constitue ainsi une chicane qui empêche les fuites de lumière provenant de diodes 56 (voir figure 16) qui servent au retroéclairage des pictogrammes 16 formés sur la face interne ou externe (par sérigraphie ou laser) de la touche multi-fonctions 14. Ces pictogrammes peuvent aussi être formés dans l'épaisseur de la touche 14 en laissant passer la lumière dans des zones représentant le pictogramme. a 2867305 11 Sur la figure 15, qui est une vue en coupe selon la ligne XVXV de la figure 13, on remarque l'articulation des tourillons 52 formés sur la rainure périphérique 54 de la platine 10 et qui s'engagent dans les paliers 50 de la seconde branche 44 du croisillon 40. On remarquera que le rebord périphérique 15 de la touche multi-fonctions 14 est engagé dans, cette rainure, mais que les tourillons 52 sont situés à l'extérieur de la rainure. Dans l'exemple représenté, le croisillon 40 présente une forme asymétrique, ce qui sert de détrompage au montage. On remarque également (voir figures 11 et 12) que dans l'exemple représenté, la première et la seconde branche du croisillon 40 sont décalées angulairement, par exemple de 45 , par rapport aux axes de rotation X et Y de la,touche multifonctions 14. De cette manière, les pictogrammes 16 sont situés entre les extrémités des branches du croisillon et sont de ce fait entièrement dégagés. Le croisillon n'interfère pas avec la lumière émise par les diodes 56 (figure 16). C'est pourquoi, dans une variante de réalisation, on pourrait n'utiliser qu'une seule source lumineuse, par exemple une LED (diode électroluminescente), située au centre de la platine 10. Dans une variante de réalisation (non représentée) on pourrait prévoir un cinquième pictogramme au centre de la face 13 de la touche multifonctions 14. Dans ce cas, la partie centrale du croisillon 40 devrait être évidée afin de permettre le rétro-éclairage de ce pictogramme ou symbole central. Le dispositif qui vient d'être décrit assure ainsi d'une manière simple et efficace l'immobilisation en rotation de la touche multi-fonctions autour d'un axe Z perpendiculaire au plan de la carte et le maintien d'un jeu périphérique constant entre le rebord périphérique 15 de la touche multifonctions et la platine. o( 2867305 12 En outre, ce dispositif présente d'autres avantages secondaires. Le croisillon 40 est une pièce aisée à mouler en raison de sa simplicité. Ceci permet la suppression des retassures dans la touche multi-fonctions dues au moulage du demi-logement hémisphérique et des clips de fixation de la demi-coquille. Dans le domaine de l'injection des matières thermoplastiques, une retassure désigne une bulle, un creux ou une crique qui se produit dans des parties massives non alimentées en matière fondue pendant le maintien en pression et le refroidissement. Ces retassures apparaissent souvent sur des pièces injectées de différentes épaisseurs. L'emploi du croisillon selon l'invention permet de mouler une touche multi-fonctions simple et sans surépaisseur, évitant ainsi les retassures et donc la mise au rebut d'une pièce d'aspect. En outre, dans une autre variante de réalisation, on pourrait réaliser le croisillon 40 sous la forme d'un demi-bol afin de réfléchir les rayons lumineux et de les guider vers le haut tout en diminuant la quantité de lumière nécessaire à l'éclairage des symboles 16. dans ce cas, le croisillon remplit une fonction supplémentaire de guide de lumière pour répartir ou limiter le flux lumineux. Revendications 1. Dispositif de commande à monter sur une carte électronique (2), comprenant une touche multi-fonctions (14) montée sur une platine (10) par l'intermédiaire d'une articulation (18, 40), caractérisé en ce que le touche multifonctions (14) est articulée en rotation autour d'au moins deux axes (X, Y) parallèles au plan de la carte électronique (2), et en ce que l'un au moins de ces axes interdit une rotation autour d'un axe (Z) perpendiculaire au plan de la carte électronique (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la touche multi-fonctions (14) comporte des surfaces d'appui (11, 26) aptes à actionner des poussoirs. (8) montés perpendiculairement à la carte électronique (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la touche multi-fonctions (14) comporte au moins deux surfaces d'appui (26) qui coopèrent chacune avec une extrémité (11) du poussoir (8) qui leur est associé pour former un axe (X) qui interdit une rotation de la touche multi-fonctions (14) autour d'un axe (Z) perpendiculaire au plan de la carte électronique (2). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (26) de la touche multi-fonctions (14) présentent une forme en V, l'extrémité (11) des poussoirs (8) présentant une forme arrondie engagée dans les formes en V (26) de la touche multi-fonctions (14). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (26) de la touche multi-fonctions (14) présentent une forme arrondie, l'extrémité des poussoirs (8) présentant une forme en V (30) engagée sur les surfaces d'appui (28) de la touche multi-fonctions (14). 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces d'appui (26) de la touche multi-fonctions 2867305 14 (14) présentent une forme conique, l'extrémité des poussoirs (8) présentant une forme hémisphérique engagée dans les formes coniques de la touche multi-fonctions (14). 7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les surfaces d'appui de la touche multi-fonctions (14) présentent une forme hémisphérique, l'extrémité des poussoirs (8) présentant une forme conique creuse dans laquelle est engagée la forme hémisphérique des surfaces d'appui de la touche multi-fonctions (14). 8. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé . en ce qu'il comporte un croisillon (40) comportant une première et une seconde branche (42, 44) sensiblement perpendiculaires l'une à l'autre, la première branche (42) étant articulée sur la touche multi-fonctions (14), la seconde branche (44) étant articulée sur la platine (10). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la première branche (42) comporte des tourillons (46) qui s'engagent dans des paliers (48) de la touche multi-fonctions (14). 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la platine (10) comporte des tourillons (52) qui s'engagent dans des paliers (50) formés à l'extrémité de la seconde branche (44) du croisillon (40). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la platine (10) comporte une rainure périphérique (54) sur laquelle les tourillons (52) dé la platine sont formés. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la touche multi-fonctions (14) comporte des pictogrammes (16), et en ce qu'au moins une source lumineuse (56) est disposée dans la platine (10) afin de rétro-éclairer les pictogrammes. 0( 2867305 15 13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que la touche multi-fonctions (14) comporte quatre pictogrammes É(16), et en ce que la première et la seconde branches (42, 44) du croisillon sont orientées angulairement de manière à être disposées entre ces pictogrammes. 14. Dispositif selon les revendications 12 et 13, prises en combinaison, caractérisé en ce que la touche multi-fonctions (14) comporte un pictogramme central disposé en son centre et en ce que le centre du croisillon (40) est dégagé afin de permettre le rétro- éclairage du pictogramme central. 15. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 14, caractérisé en ce que le croisillon (40) comporte une forme asymétrique et/ou des branches de longueurs différentes afin de former un détrompeur.