Brevet FR2876834A1 — publié le 20060421

COMMUTATEUR A BOUTON-POUSSOIR ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un commutateur à bouton-poussoir qui est utilisé comme commutateur d'actionnement pour une unité de commande d'entrée dans un dispositif électrique comprenant un composant électrique tel qu'un conditionnement d'air de véhicule, et un équipement audiovisuel. 2. Technique d'arrière-plan Ces dernières années, on a utilisé largement un commutateur à bouton-poussoir comme commutateur d'actionnement d'une unité de commande d'entrée dans un appareil électrique comprenant un conditionnement d'air de véhicule et un équipement audiovisuel. Une description sera faite pour un tel commutateur à bouton- poussoir classique en utilisant la figure 7. La figure 7 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir classique. Sur la figure 7, le boîtier 1 est un boîtier fait d'une résine isolante, ouverte en haut. Un contact fixe 2 (2A et 2B), fait d'une paire de plaques métalliques, est moulé par insertion pour être fixé à la partie centrale de la surface inférieure intérieure lA du boîtier 1. L'extrémité inférieure du contact mobile 3, fait d'une plaque métallique mince élastique, formé avec une forme de dôme et ouverte à sa partie inférieure, est placée sur un contact fixe 2B disposé à la position extérieure. Dans ce cas, la surface inférieure du contact mobile 3 maintient un espacement de la hauteur du dôme par rapport au contact fixe 2A au niveau de la position centrale qui correspond à la position en dessous de la partie supérieure centrale du contact mobile 3. L'élément de transmission de force 4, fait d'un matériau rigide, est placé avec mobilité vers le haut et vers le bas sur la partie supérieure centrale du contact mobile mentionné ci- dessus 3. Cet élément de transmission de force 4 est composé d'un rebord 4A formé de façon circulaire à la position d'une hauteur intermédiaire, et une partie de pression inférieure 4B ayant un petit diamètre, formée en dépassant de la surface inférieure du rebord A, et une saillie d'actionnement 4C, formée en dépassant de la surface supérieure de la partie de pression inférieure 4B. La surface inférieure de la partie de pression inférieure mentionnée ci-dessus 4B touche la partie supérieure centrale du contact mobile mentionné ci-dessus 3. Cependant, la saillie d'actionnement 4C de l'élément de transmission de force 4 dépasse vers le haut au travers d'un trou traversant disposé sur le couvercle 5. Le couvercle 5 est combiné avec le boîtier 1 de façon à recouvrir l'ouverture du boîtier 1, où la surface supérieure du rebord 4A de l'élément de transmission de force 4 touche la surface inférieure du couvercle 5 dans un état non fonctionnel. Le commutateur à bouton-poussoir classique ayant la structure telle qu'elle est mentionnée ci-dessus est monté sur un boîtier ou analogue de sorte qu'une opération d'appui peut être exécutée avec un bouton de réglage 7, qui est un bouton d'actionnement dans l'appareil électrique, disposé avec mobilité vers le haut et vers le bas, comme indiqué sur la figure 7. Lorsque la saillie d'actionnement 4C de l'élément de transmission de force 4 est appuyée par l'intermédiaire du bouton de réglage mentionné cidessus 7, la partie supérieure centrale du contact mobile 3 est immédiatement pressée par la partie de pression inférieure 4B disposée sur la partie inférieure de l'élément de transmission de force 4, et ensuite une force donnée amène un contact mobile 3 à s'inverser au niveau de sa partie centrale avec une sensation agréable. Par conséquent, la surface inférieure du contact mobile 3 touche un contact fixe 2A disposé au centre, et ensuite le contact fixe 2B situé à l'extérieur, entre en court-circuit avec le contact fixe 2A situé au centre, par l'intermédiaire du contact mobile 3, pour entrer dans un état de commutateur fermé. Le contact mobile 3, lorsque la pression de l'élément de transmission de force 4 est arrêtée, revient à sa forme en dôme d'origine convexe vers le haut, avec une sensation agréable, grâce à sa propre force de rappel, pour se séparer du contact fixe 2A positionné au centre. Alors, l'élément de transmission de force 4 est pressé en retour vers le haut conformément à l'action de rappel pour entrer dans l'état de commutateur ouvert d'origine représenté sur la figure 7. Ici, des informations sur les documents de la technique antérieure liés à la présente invention comprennent la publication de brevet japonais non examinée N 2002-343 178. Cependant, dans le commutateur à bouton-poussoir classique mentionné cidessus, une petite tolérance en dimension est nécessaire pour les pièces de l'appareil électrique pour pouvoir incorporer un bouton de réglage 7 en vue d'appuyer vers le bas l'élément de transmission de force 4 sans cliquetis. RESUME DE L'INVENTION Un but de la présente invention, pour pouvoir résoudre un tel problème classique, est de procurer un commutateur à bouton- poussoir qui permet une combinaison d'un bouton de réglage avec une précharge donnée appliquée et supprime le cliquetis et analogue du bouton de réglage. Pour pouvoir atteindre l'objectif mentionné ci-dessus, un commutateur à bouton-poussoir conforme à la présente invention comprend un boîtier fait d'une résine isolante, muni d'une pluralité de contacts fixes, électriquement indépendants, sur la surface inférieure de l'évidement du boîtier dont le haut est ouvert, un contact mobile fait d'une plaque métallique, formé avec une forme de dôme, qui s'inverse avec une sensation agréable pour établir et rompre le contact des contacts fixes l'un avec l'autre, un corps élastique contenu dans l'évidement du boîtier, équipé d'une partie de pression positionnée au-dessus du contact mobile à une distance donnée, la partie de pression se courbant en raison d'une opération d'appui sans sensation agréable pour se déplacer vers le haut et vers le bas, et un couvercle monté sur le boîtier de façon à recouvrir la surface supérieure de l'évidement du boîtier. Une telle configuration permet que ce corps élastique soit combiné avec le bouton de réglage avec une précharge donnée appliquée au corps élastique, en utilisant un contact mobile en forme de dôme avec une courte course d'actionnement, dans une distance initiale de pression vers le bas, qui se réfère à une distance entre le moment où le corps élastique commence à se courber sans sensation agréable et le moment où la partie de pression entre en contact avec la surface supérieure du contact mobile, en réduisant ainsi le cliquetis et analogue du bouton de réglage. Cependant, une large gamme de tolérances de dimensions lors de la conception des pièces de l'appareil électrique aide à améliorer la souplesse de conception. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue en coupe d'un commutateur à bouton-poussoir conforme à un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective en coupe partielle d'un élément de transmission de force, qui constitue une partie importante du commutateur à bouton-poussoir. La figure 3 est une figure représentant une courbe de sensation du commutateur à bouton-poussoir. La figure 4 est une vue en coupe du commutateur à bouton- poussoir en fonctionnement. La figure 5 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir en fonctionnement. La figure 6 est une vue en coupe du commutateur à bouton-15 poussoir incorporé dans un appareil électrique. La figure 7 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir classique. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On fera ci-après une description pour un mode de réalisation de la présente invention, en utilisant les figures 1 à 6. MODE DE REALISATION La figure 1 est une vue en coupe d'un commutateur à bouton-25 poussoir conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 1, le boîtier 11 est un boîtier fait d'une résine isolante comportant un évidement ouvert à sa partie supérieure. La surface inférieure intérieure de l'évidement est formée comme une pièce agencée de contact plus concave avec sa partie centrale arrondie. Un contact fixe extérieur 12A et un contact fixe central 12B sont disposés dans un état électriquement indépendant l'un de l'autre au niveau de la circonférence extérieure inférieure de la partie agencée de contact et sa position centrale, respectivement. Un contact mobile 13 est fait d'une mince plaque métallique extrêmement conductrice et est formé avec une forme de dôme convexe vers le haut. L'extrémité inférieure de la circonférence extérieure en forme de dôme est placée sur un contact fixe extérieur 12A dans la partie agencée de contact. La surface inférieure de la partie supérieure centrale du contact mobile 13 est face au contact fixe central mentionné ci-dessus 12B avec un espacement donné. Le mouvement du contact mobile 13 vers le côté est limité par le décrochement composant un évidement arrondi, qui est destiné à être une partie agencée de contact, où une illustration détaillée est omise. Le corps élastique 14 fait d'un élastomère est disposé au-dessus du contact mobile 13. La figure 2 est une vue en perspective partiellement en coupe d'un élément de transmission de force qui constitue une partie importante du commutateur à bouton-poussoir conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Comme indiqué sur la figure 2, le corps élastique 14 est muni d'une périphérie 14A, tubulaire avec un diamètre approximativement identique à celui du contact mobile 13. La partie cylindrique 14B, dont la partie supérieure compose une pièce d'actionnement, est reliée à la périphérie 14A par l'intermédiaire d'une partie de paroi mince 15, mobile vers le haut et vers le bas, dans le trou central de la périphérie 14A. De plus, l'extrémité inférieure de la périphérie mentionnée ci-dessus 14A est placée sur la périphérie du contact mobile 13. La surface d'extrémité inférieure de la partie cylindrique 14B est munie d'une partie de pression 14C, ayant un petit diamètre, dépassant vers le bas. Ici, les parties respectives du corps élastique 14 sont formées de façon intégrée. La partie de paroi mince 15 mentionnée ci-dessus est composée d'une partie conique 15A dont l'extrémité inférieure est ouverte, formée en s'étendant depuis la partie inférieure de la circonférence extérieure de la partie cylindrique 14B, et une partie horizontale 15B se reliant à l'extrémité inférieure de la partie conique 15A. La partie de pression 14C de l'extrémité inférieure de la partie cylindrique 14B supportée par cette partie de paroi mince 15 est retenue à une position pour être face à la surface supérieure de la partie supérieure centrale d'un contact mobile 13, avec un espacement donné. Ici, l'angle et les épaisseurs de paroi de la partie conique 15A sont réglés de façon à ne pas provoquer une sensation agréable dans une action inversée. Une partie horizontale 15B est formée parallèlement à la surface inférieure du boîtier 11, avec une forme d'anneau de façon concentrique à l'axe central de la partie cylindrique 14B en tant que centre, par rapport à la vue de dessus. Comme indiqué sur la figure 2, plusieurs rainures 14D croisant la périphérie 14A sont prévues sur l'extrémité inférieure de la périphérie 14A. Cette structure permet que de l'air interne et externe dans l'espace au-dessus du contact mobile 13 circule. Ici, des trous traversants ou analogues, à la place des rainures 14D, peuvent être ménagés sur la périphérie 14A de sorte que de l'air interne et externe dans l'espace audessus du contact mobile 13 circule. L'élément de retenue 14E, en forme de crochet d'après la vue en coupe, est formé de façon solidaire de la circonférence extérieure de la périphérie 14A du corps élastique 14, et est accroché sur l'extrémité supérieure de la paroi circonférentielle extérieure composant l'évidement du boîtier 11. Ici, la partie circonférentielle extérieure de l'élément de retenue 14E est composée de façon à rester à l'intérieur du boîtier 11 dans l'état d'accrochage mentionné ci-dessus. Le couvercle 16 est un couvercle fait d'une plaque métallique, combiné avec le boîtier mentionné ci-dessus 11 de façon à recouvrir l'ouverture du boîtier 11. Sa partie centrale est munie d'une partie tubulaire 16A, la périphérie de son trou arrondi central vers le haut étant traitée pour les bavures. La partie cylindrique 14B du corps élastique mentionné ci- dessus 14 dépasse vers le haut au travers du trou arrondi central de la partie tubulaire 16A. Une telle configuration permet qu'une partie cylindrique 14B supportée uniquement par la partie de paroi mince 15 dans un état non fonctionnel, se déplace vers le haut et vers le bas le long de la surface circonférentielle intérieure de la partie tubulaire 16A, en réprimant ainsi les opérations de forçage et autres. Ici, au lieu de former la partie tubulaire 16A avec une plaque métallique, une partie moulée tubulaire peut être moulée par insertion de façon solidaire à l'extrémité du trou central de la plaque métallique, par exemple. Le couvercle 16 est montée de façon à appuyer légèrement vers le bas sur la surface d'extrémité supérieure de la périphérie 14A du corps élastique 14 dans un état où elle est combinée avec le boîtier 11, et donc la périphérie 14A est dans un état où elle est légèrement comprimée. Le contact mobile 13 est en contact par pression avec le contact fixe extérieur 12A grâce une force provoquée par la compression de la périphérie 14A, en maintenant un état de contact électriquement stable. Ici, les bornes 17 s'étendent hors du boîtier 11 depuis un contact fixe extérieur 12A et un contact fixe central 12B, les deux étant disposés dans le boîtier mentionné ci-dessus 11, respectivement. Un commutateur à bouton-poussoir conforme à la présente invention est composé comme mentionné ci-dessus. Ensuite, on fera une description des actions du commutateur à boutonpoussoir conforme à la présente invention et de sa courbe de sensation. La figure 3 est une figure représentant la courbe de sensation du commutateur à bouton-poussoir conforme au mode de réalisation de la présente invention. La figure 4 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir en fonctionnement, conforme à un mode de réalisation de la présente invention. Il résulte de ce que l'extrémité supérieure de la partie cylindrique 14B, dépassant du couvercle 16 du corps élastique 14 est pressée, l'angle montant depuis la partie horizontale 15B de la partie conique 15A du corps élastique 14 dévient légèrement bas, et en même temps, la partie centrale de la partie horizontale 15B, en forme d'anneau, continue à être courbée vers le bas. Puis, comme indiqué sur la figure 4, la distance entre la surface d'extrémité inférieure de la partie de pression 14C et la surface supérieure du contact mobile 13 diminue pour entrer dans un état dans lequel les deux se touchent mutuellement. Dans ce cas, une telle forme de la partie de paroi mince 15 permet qu'un corps élastique 14 soit formé simplement et facilement. Dans les actions mentionnées ci-dessus en particulier, la partie centrale de la partie horizontale 15B, qui devient le côté de la liaison avec la partie conique 15A, se déplace vers le bas, et la partie de paroi mince 15 du corps élastique 14 peut être faite de façon à ce qu'elle continue à se courber élastiquement. La surface circonférentielle extérieure de la partie cylindrique 14B se déplace vers le bas le long de la partie tubulaire 16A du couvercle 16, et donc la partie de pression 14C touche le contact mobile 13 conformément à la position de la partie supérieure centrale du contact mobile 13, avec peu d'actions en force ou analogues. Les actions mentionnées ci-dessus appuient pour contracter l'espace audessus du contact mobile 13, l'espace enfermé par la surface supérieure du contact mobile 13, la périphérie tubulaire 14A du corps élastique 14, et la surface inférieure de la partie de paroi mince 15 reliée à la périphérie 14A, pour comprimer également l'air dans l'espace. Cependant, la configuration qui permet à l'air de circuler au travers des rainures 14D disposées sur l'extrémité inférieure de la périphérie 14A influence à peine la force d'actionnement ou analogue en raison de la compression de l'air, en stabilisant donc les actions mentionnées ci-dessus. Dans les actions jusqu'à présent, la partie de paroi mince 15 dans un état dit en porte-à-faux continue simplement à se courber sans sensation agréable lorsque la partie cylindrique 14B se déplace. De ce fait, la force d'actionnement est approximativement proportionnelle à la course d'actionnement dans la région A (région de précharge) de la figure 3. Ici, l'intensité de la force d'actionnement peut être réglée comme il convient en réglant la forme de la partie de paroi mince 15 ou par d'autres procédés. Par exemple, une forme de partie conique 15A ayant un fort angle montant depuis la partie horizontale 15B permet que la force d'actionnement soit forte. En outre, une partie horizontale 15B peut être en pente, sa partie centrale et sa circonférence extérieure étant verticalement non alignées, ou bien les deux structures mentionnées ci-dessus peuvent être combinées. Dans ce cas, dans la région A représentée sur la figure 3, c'est-à-dire dans la distance d'appui vers le bas initiale, qui se réfère à une distance jusqu'à ce que la partie de pression 14C du corps élastique 14 entre en contact avec la surface supérieure du contact mobile 13, une sensation agréable n'apparaît pas. Dans le cas où le corps élastique 14 s'écarte avec une faible force d'approximativement 0,3 N à 1 N, par exemple, et qu'en outre la course d'actionnement, qui représente une distance de déplacement du corps élastique 14, est réglée approximativement 0,5 mm à On6 mm, la région A peut être utilisée comme région de précharge. La figure 5 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir en fonctionnement, conformément au mode de réalisation de la présente invention. Comme indiqué sur la figure 5, lorsqu'une force d'appui est encore appliquée à la partie cylindrique 14B, avec la partie de pression 14C du corps élastique 14 qui touche un contact mobile 13, la partie de pression 14C appuie vers le bas et inverse le contact mobile 13. A ce moment, le contact mobile 13 s'inverse avec une sensation agréable. La surface inférieure centrale du contact mobile 13 entre en contact avec le contact fixe central 12B disposé sur la partie agencée de contact du boîtier 11, avec une course d'actionnement au point de fermeture représenté sur la figure 3. Alors, le contact fixe central 12B entre en court-circuit avec un contact fixe extérieur 12A par l'intermédiaire du contact mobile 13, pour entrer dans un état de commutateur fermé. La partie de paroi mince 15 s'écarte vers le bas approximativement linéairement au niveau des parties centrales de la partie conique 15A et de la partie horizontale 15B. La force requise pour l'écart est ajoutée à une force d'action inverse du contact mobile 13. Si la valeur maximum d'une force d'action inverse du contact mobile 13 est réglée à une valeur approximativement supérieure à deux fois la force de déformation maximum dans la région A, laquelle est une région de précharge, un doigt ou analogue qui effectue la manoeuvre reçoit de manière fiable une sensation agréable. Dans ce cas, même pendant les actions mentionnées ci-dessus, la partie cylindrique 14B se déplace vers le bas, son basculement étant empêché par la partie tubulaire 16A du couvercle 16, en provoquant ainsi peu d'opérations avec forçage ou analogues, et en outre l'air dans l'espace au-dessus du contact mobile 13 s'écoule à l'extérieur par l'intermédiaire des rainures 14D de la périphérie 14A, ce qui résulte en des actions stables. Lorsqu'une force de pression sur la partie cylindrique 14B du corps élastique 14 est relâchée, le contact mobile 13 revient à son état d'origine avec une sensation agréable en raison de sa propre force de rappel, et sa surface inférieure se sépare d'un contact fixe central 12B, en entrant dans l'état de commutateur ouvert d'origine. En outre, la partie de paroi mince 15 du corps élastique 14, qui a été courbé, revient aux formes d'origine de la partie horizontale 15B et la partie conique 15A, en raison de sa propre force de rappel. C'est-à-dire que, comme indiqué sur la figure 1, la partie de pression 14C revient à un état de séparation au-dessus du contact mobile 13 avec un espacement donné. A ce moment, la force d'application de la partie de paroi mince 15 se courbant élastiquement est faible en tant que force de rappel dans l'action de rappel mentionnée ci-dessus. Cependant, il résulte du fait que de l'air externe s'écoule dans l'espace fermé au-dessus du contact mobile 13 par l'intermédiaire des rainures 14D ménagées sur la périphérie tubulaire 14A représentée sur la figure 2, que l'action de rappel est aidée, ce qui résulte en une action de retour douce et stable. Comme on l'a mentionné ci-dessus, un commutateur à bouton-poussoir conforme à un mode de réalisation de la présente invention est structuré de manière à ce qu'une partie de pression 14C du corps élastique 14 soit face à un contact mobile 13 avec une distance donnée, et une distance de pressage vers le bas initiale, qui se réfère à une distance jusqu'à ce que la partie de pression 14 entre en contact avec la surface supérieure du contact mobile 13 sans sensation agréable, peut être assurée. Donc, la distance de pression initiale vers le bas peut être utilisée comme région de précharge. La figure 6 est une vue en coupe du commutateur à bouton-poussoir incorporé dans un appareil électrique, conforme au mode de réalisation de la présente invention. Comme indiqué sur la figure 6, lorsque l'on incorpore le commutateur à bouton-poussoir dans un appareil électrique, le bouton de réglage 21, qui est un bouton d'actionnement dans l'appareil électrique, disposé avec mobilité vers le haut et vers le bas, est positionné avec la partie de paroi mince 15 du corps élastique 14 légèrement courbé dans la région A, ou bien une région de précharge, avant de disposer le commutateur à bouton-poussoir. Cette configuration permet de maintenir un état du contact mobile 13 non en fonctionnement, de même qu'un état d'incorporation du commutateur à bouton-poussoir alors que le cliquetis du bouton de réglage 21 est réduit grâce à une force de réaction provenant de la partie de paroi mince mentionnée ci- dessus 15. Dans ce cas, en considérant les dimensions de montage du bouton de réglage 21 dans le boîtier, les dimensions de finition du bouton de réglage 21 et analogues, le bouton de réglage 21 exécute de préférence une pression initiale vers le bas de la partie cylindrique 14B visant la position intermédiaire de la course d'actionnement dans la région A. De cette manière, un commutateur à bouton-poussoir conforme à la présente invention, même s'il est composé d'un contact mobile 13, en forme de dôme avec sa courte course d'actionnement, le commutateur à bouton-poussoir peut être incorporé dans un appareil électrique avec un bouton de réglage 21 combiné, une précharge donnée étant appliquée au corps élastique 14. En outre, un cliquetis et analogue du bouton de réglage 21 peut être réduit alors que la plage des tolérances de dimensions et analogues lors de la conception des pièces de l'appareil électrique sont augmentées pour améliorer la souplesse de conception. REVENDICATIONS 1. Commutateur à bouton-poussoir, comprenant: un boîtier fait de résine isolante, comprenant une pluralité de contacts fixes électriquement indépendants sur une surface inférieure d'un évidement, une partie supérieure de celui-ci étant ouverte, un contact mobile fait d'une plaque métallique formé avec une forme de type dôme, qui s'inverse avec une sensation agréable pour établir et rompre le contact des contacts fixes l'un avec l'autre, un corps élastique disposé dans un évidement du boîtier et positionné au-dessus du contact mobile à une distance donnée, qui se courbe sans sensation agréable pour se déplacer vers le haut et vers le bas, et un couvercle monté sur le boîtier de façon à recouvrir une surface supérieure de l'évidement du boîtier. 2. Commutateur à bouton-poussoir selon la revendication 1, 20 dans lequel le corps élastique comprend: une partie de pression formée en dépassant sur une extrémité inférieure d'une partie cylindrique, une partie conique formée en extension avec une paroi mince depuis une circonférence extérieure de la partie cylindrique, et une partie horizontale prolongée horizontalement depuis une extrémité inférieure de la partie conique. 3. Commutateur à bouton-poussoir selon la revendication 1, dans lequel une extrémité inférieure d'une périphérie du corps élastique est disposée sur une périphérie du contact mobile, et comprend en outre un élément comportant l'un d'une rainure et d'un trou traversant afin de faire circuler de l'air interne et externe, à la périphérie du corps élastique qui correspond à un espace au-dessus du contact mobile, enfermé par le corps élastique et le contact mobile.