Brevet FR2925749A1 — publié le 20090626

Appareil à moyens de réglage sans contact La présente invention se rapporte à un appareil comportant au moins un organe d'actionnement permettant de régler de façon manuelle un paramètre ou un mode de fonctionnement. Actuellement, des appareils tels que les détecteurs, par exemple les détecteurs optiques, doivent être configurés en réglant manuellement leur mode de fonctionnement et certains de leurs paramètres. Les paramètres à régler sont par exemple une valeur de seuil ou une valeur de portée tandis que le mode de 1 o fonctionnement à régler est par exemple le mode reflex ou le mode proximité. Pour configurer un paramètre de réglage ou un mode de fonctionnement, certains détecteurs utilisent par exemple un bouton poussoir présent sur l'enveloppe du produit. Le bouton est directement relié à des mécanismes de déclenchement présents dans l'enveloppe du détecteur. L'enveloppe du détecteur présente donc une ouverture à 15 travers laquelle est animé le bouton, cette ouverture rompant l'étanchéité de l'enveloppe du détecteur. L'étanchéité du détecteur peut alors par exemple être obtenue par injection d'une résine dans l'enveloppe du produit. Cependant cette étanchéité ne peut être parfaite du fait de la présence de l'ouverture formée sur l'enveloppe pour accueillir le bouton. Un joint torique est bien utilisé pour assurer 20 l'étanchéité du bouton dans son ouverture mais cette solution reste insuffisante, le joint étant de faible dimension, fragile et difficile à positionner. Le but de l'invention est de proposer un appareil doté d'une solution de paramétrage manuel aisé ne compromettant pas son étanchéité. Ce but est atteint par un appareil comprenant une enveloppe intégralement 25 fermée sur laquelle est monté un organe d'actionnement permettant de régler un paramètre ou un mode de fonctionnement de l'appareil, caractérisé en ce que l'appareil comprend : un aimant entraîné en mouvement par l'organe d'actionnement et apte à prendre plusieurs positions déterminées, 30 un ou plusieurs capteurs pilotables par effet magnétique lors d'un mouvement de l'organe d'actionnement, chaque capteur étant apte à envoyer au moins un signal correspondant à une modification du paramètre ou du mode de fonctionnement de l'appareil, des moyens de traitement pour traiter chaque signal et pour modifier le paramètre ou le mode de fonctionnement de l'appareil en fonction de chaque signal... Selon l'invention, les moyens de réglage sans contact de l'appareil permettent d'assurer aisément son réglage sans nécessiter d'ouverture à travers son enveloppe. En effet, grâce aux capteurs employés dans l'invention, aucune ouverture n'est formée à travers l'enveloppe de l'appareil. L'étanchéité peut par exemple être assurée par injection par centrifugation d'une résine à l'intérieur de l'enveloppe de l'appareil. De 1 o plus, la suppression des boutons classiques de paramétrage permet de s'affranchir d'étapes d'assemblage et donc de réduire le coût de fabrication de l'appareil. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque capteur est de type TOR. 15 Selon ce premier mode de réalisation, le signal envoyé par chaque capteur correspond par exemple à une valeur du paramètre ou à un mode de fonctionnement particulier de l'appareil et en ce que pour chacune de ses positions, l'aimant active un seul capteur. Selon ce premier mode de réalisation, le signal envoyé par chaque capteur 20 correspond par exemple à une incrémentation ou décrémentation du paramètre ou à une modification du mode de fonctionnement. Dans cette configuration, l'appareil comporte un premier capteur apte à envoyer un premier signal représentatif d'une incrémentation du paramètre et un second capteur apte à envoyer un second signal représentatif d'une décrémentation du paramètre. 25 Selon un deuxième mode de réalisation, chaque capteur présente deux états actifs pour envoyer deux signaux distincts représentatifs de deux valeurs distinctes du paramètre ou de deux modes de fonctionnement distincts de l'appareil. Selon une première configuration, les capteurs sont par exemple de type à effet 30 Hall. Selon une deuxième configuration, les capteurs sont des micro-interrupteurs magnétiques de type MEMS. Selon une troisième configuration, les capteurs sont des interrupteurs à lames souples de type "reed". Selon l'invention, l'organe d'actionnement est par exemple une bague de réglage rotative entourant l'enveloppe de l'appareil, un disque monté sur l'enveloppe et apte à réaliser un mouvement de rotation ou un curseur monté sur l'enveloppe et apte à réaliser un mouvement de translation. Selon une particularité de l'invention, l'appareil comprend des moyens de verrouillage/déverrouillage de l'organe d'actionnement. L'appareil de l'invention sera par exemple un détecteur. D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description 1 o détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : La figure 1 représente un exemple d'application de l'invention, La figure 2 représente une partie arrière d'un détecteur sur laquelle est montée une la bague de réglage, 15 La figure 3 représente sous une autre vue les mêmes éléments que la figure 2, Les figure 4A et 4B représentent, vue de profil, la partie arrière du détecteur et illustrent les deux positions prises par la bague de réglage, respectivement en position déverrouillée et verrouillée, Les figures 5A et 5B montrent en détail la bague de réglage respectivement en position déverrouillée et en position verrouillée, Les figures 6 à 8 montrent un micro-interrupteur magnétique pouvant être utilisé comme capteur dans l'appareil de l'invention, La figure 9 montre une variante de réalisation du micro-interrupteur magnétique représenté sur les figures 6 à 8. L'invention concerne un appareil qui comporte des moyens de réglage d'un paramètre ou d'un mode de fonctionnement tel que par exemple un détecteur 1 ou un disjoncteur. Dans le cas du disjoncteur, il s'agit par exemple de régler le calibre alors 30 que dans un détecteur 1, il s'agit par exemple de régler un paramètre tel qu'une valeur de seuil ou une valeur de portée ou un mode de fonctionnement tel que par exemple reflex, proximité, proximité avec effacement d'arrière plan. La description qui suit est 20 25 réalisée pour un détecteur 1, mais elle doit être comprise pour tout autre type d'appareils nécessitant un réglage. Un détecteur 1 comporte une enveloppe 10, par exemple cylindrique et intégralement fermée, renfermant des moyens d'émission et/ou réception d'un signal et des moyens de traitement 50 du signal reçu, tels qu'un microprocesseur. Les moyens de traitement 50 sont également connectés à des moyens de mémorisation 51 pour mémoriser le paramètre du détecteur ou son mode de fonctionnement. Dans la plupart des détecteurs, ces paramètres et/ou mode de fonctionnement doivent être réglés manuellement par l'utilisateur. Selon l'invention, un tel réglage peut par exemple 1 o être effectué à l'aide d'un ou plusieurs curseurs, une ou plusieurs bagues de réglages et/ou un ou plusieurs disques rotatifs montés sur l'enveloppe du détecteur. La description qui suit est réalisée pour un détecteur paramétrable à l'aide d'une bague de réglage 6. Cependant, il faut comprendre que les caractéristiques définies ci-dessous peuvent tout à fait être mises en oeuvre pour un détecteur 15 configurable à l'aide d'un curseur de réglage ou d'un disque rotatif monté sur l'enveloppe 10 du détecteur. En référence aux figures 1 à 5B, l'enveloppe cylindrique 10 du détecteur présente une partie avant 110 portant notamment les moyens d'émission/réception d'un signal et une partie arrière 100 pouvant se fixer sur la partie avant et comportant 20 notamment les moyens de traitement 50. La partie arrière 100 comporte un embout 101 prolongée par une plage cylindrique 102 formant un épaulement 103 avec l'embout 101. Une bague de réglage 6 permettant par exemple de régler un paramètre ou de définir un mode de fonctionnement du détecteur est montée de manière coaxiale autour de la plage cylindrique 102. La bague présente d'une part un débattement axial 25 en translation entre l'épaulement 103 et l'extrémité de la partie avant 110 de l'enveloppe 10 de manière à pouvoir prendre deux positions axiales déterminées et est d'autre part montée rotative autour de l'axe (X) du détecteur 1. En tournant, la bague 6 permet de sélectionner une valeur du paramètre ou un mode de fonctionnement du dispositif. Pour cela, la bague 6 comporte plusieurs index 60 susceptibles de se 30 positionner en face d'un index fixe 104 réalisé sur la partie avant 110 de l'enveloppe 10. Bien entendu, l'inverse peut être réalisé avec un seul index sur la bague 6 et plusieurs index correspondants l'enveloppe 10 du détecteur 1. En outre selon l'invention, le détecteur 1 comporte des moyens de verrouillage de la bague 6 pour la bloquer en rotation une fois que le réglage a été effectué. Ces moyens de verrouillage 35 se présentent par exemple sous la forme de plusieurs orifices 61 (figure 5A) répartis sur une partie de la circonférence de la bague 6 et aptes à coopérer avec un téton 105 fixe formé sur l'épaulement 103 de la partie arrière 100 du détecteur 1. Chaque orifice 61 correspond à une position angulaire déterminée de la bague 6. Une fois le réglage du paramètre ou du mode de fonctionnement effectué il suffit, pour verrouiller la bague, de translater la bague 6 d'une première position axiale vers une seconde position axiale dans laquelle le téton 105 s'insère dans un orifice 61 correspondant (voir figures 4A à 5B). La bague 6 est alors bloquée en rotation. Le verrouillage de la bague 6 permet notamment de retrouver les derniers réglages effectués sur le détecteur et de pouvoir utiliser ces réglages pour établir un diagnostic lorsque le 1 o détecteur tombe en panne et qu'il doit être examiné. Selon l'invention, la bague de réglage 6 comporte un logement 62 (figure 3) destiné à recevoir un aimant permanent 4. Le logement 62 et l'aimant permanent 4 sont formés de manière à ne pas perturber la rotation de la bague 6 autour de la plage 15 cylindrique 102 de l'enveloppe 10. Ainsi lors d'une rotation de la bague 6, l'aimant permanent 4 peut prendre différentes positions selon la position angulaire de la bague 6 par rapport à l'index 104 fixe de réglage. Selon l'invention, une carte électronique 111 est insérée dans la partie avant 110 de l'enveloppe 10. Cette carte électronique 111 comporte notamment les moyens 20 de mémorisation 51 et les moyens de traitement 50 connectés sur la carte 111 à un ou plusieurs capteurs 2a, 2b, 2c (désignés 2 de manière générale) (figure 2). Ces capteurs 2 permettent de détecter la position de l'aimant 4 lors de la rotation de la bague 6. Chaque capteur 2 employé peut par exemple être associé à un ou plusieurs modes de fonctionnement ou à un ou plusieurs paramètres de réglage. 25 Dans une première variante de réalisation, les capteurs 2 sont par exemple de type Tout Ou Rien (TOR). Ils sont alors activés dans une certaine position de l'aimant 4 et désactivés dans une autre position de l'aimant 4. Selon l'invention, en fonction de la position de la bague 6 par rapport aux index identifiant différentes valeurs de paramètres ou différents modes de 30 fonctionnement, l'aimant 4 prend différentes positions et vient activer un ou plusieurs capteurs 2, chacun des capteurs 2 activés envoyant un signal aux moyens de traitement 50. En fonction du ou des signaux reçus, les moyens de traitement 50 configurent le détecteur 1 à la valeur du paramètre ou au mode de fonctionnement du détecteur correspondant à la position de la bague 6. Dans la configuration la plus simple, chaque capteur 2 activé peut envoyer un signal correspondant à une valeur d'un paramètre ou à un mode de fonctionnement particulier du détecteur 1. Dans cette configuration, selon le capteur 2 activé par l'aimant 4, la valeur du paramètre ou le mode de fonctionnement correspondant à ce capteur 2 est réglé dans le détecteur 1. Des diodes électroluminescentes 8 (figure 2) montées sur la carte 111 s'allument en fonction du mode de fonctionnement ou du paramètre sélectionné avec la bague de réglage 6. Une fenêtre 63 réalisée sur la bague 6 permet alors à l'utilisateur de visualiser la diode allumée correspondant au mode de fonctionnement ou au paramètre sélectionné. Dans une autre configuration non représentée, le détecteur 1 peut comporter par exemple deux capteurs 2, un premier capteur destiné à envoyer un signal correspondant à une incrémentation du paramètre mémorisé et un second capteur destiné à envoyer un signal correspondant à une décrémentation du paramètre. Le premier capteur peut également être employé pour faire passer le détecteur d'un mode de fonctionnement n à un mode de fonctionnement n+1 tandis que le second capteur peut être employé pour faire passer le mode de fonctionnement n au mode de fonctionnement n-1. Dans cette autre configuration, la bague de réglage est par exemple montée sur un ressort la ramenant dans une position médiane de manière à pouvoir tourner de part et d'autre de cette position médiane pour incrémenter/décrémenter le paramètre ou modifier le mode de fonctionnement. Deux index sont réalisés sur le détecteur pour marquer les deux positions fugitives de la bague. Les capteurs 2 sont par exemple à effet Hall ou peuvent être des lames souples de type "reed". Les capteurs 2 employés peuvent également être des micro-interrupteurs M magnétiques de type MEMS (Micro Electro-Mechanical System) tels que représentés sur les figures 6 à 8. D'autres types de capteurs 2 pouvant remplir les mêmes fonctions peuvent bien entendu être employés. En référence aux figures 6 à 8, un micro-interrupteur M magnétique de type MEMS comporte un élément mobile monté sur un substrat 3 fabriqué dans des matériaux comme le silicium, le verre, des céramiques ou sous forme de circuits imprimés. Le substrat 3 porte par exemple sur sa surface 30 au moins deux contacts ou pistes conductrices 31, 32 planes, identiques et espacées, destinées à être reliées électriquement par un contact électrique mobile 21 afin d'obtenir la fermeture d'un circuit électrique. L'élément mobile est composé d'une membrane 20 déformable présentant au moins une couche en matériau ferromagnétique et portant à une extrémité le contact mobile 21. Le matériau ferromagnétique est par exemple du type magnétique doux et peut être par exemple un alliage de fer et de nickel (� permalloy � Ni80Fe2o). La membrane 20 du micro-interrupteur M présente un axe longitudinal (A) et est reliée, à l'une de ses extrémités, par l'intermédiaire de bras de liaison 22a, 22b, à un ou plusieurs plots 23 d'ancrage solidaires du substrat 3. La membrane 20 est apte à pivoter par rapport au substrat 3 suivant un axe (R) de rotation perpendiculaire à son axe longitudinal (A). Les bras 22a, 22b de liaison forment une liaison élastique entre la membrane 20 et le plot 23 d'ancrage et sont sollicités en flexion lors du pivotement de la membrane 20. Selon l'orientation d'une composante magnétique créée dans la membrane 20, la membrane 20 peut prendre une position basse, dite de fermeture, dans laquelle son contact mobile 21 relie électriquement les deux pistes 31, 32 conductrices fixes de manière à fermer le circuit électrique ou une position haute, relevée, dite d'ouverture, dans laquelle son contact mobile 21 est éloigné des deux pistes conductrices de manière à ouvrir le circuit électrique. L'actionnement magnétique du micro-interrupteur M est plus particulièrement illustré sur les figures 7 et 8. Il consiste à appliquer un champ magnétique créé par un aimant permanent 40. Selon ce mode d'actionnement, la membrane 20 ferromagnétique se déplace entre ses deux états en s'alignant sur les lignes de champ L du champ magnétique généré par l'aimant permanent 40. Le champ magnétique créé par l'aimant permanent 40 présente en effet des lignes de champ L dont l'orientation génère une composante magnétique (BP0, BPI) dans une couche ferromagnétique de la membrane 20 suivant son axe longitudinal (A). Cette composante magnétique (BP0, BPI) générée dans la membrane 20 engendre un couple magnétique imposant à la membrane 20 de prendre l'une de ses positions d'ouverture (figure 7) ou de fermeture (figure 8). En déplaçant l'aimant permanent 40, il est donc possible de soumettre la membrane 20 à deux orientations différentes des lignes de champ L du champ magnétique de l'aimant permanent 40 et de la faire basculer entre ses deux positions. Ce principe d'actionnement est parfaitement applicable au détecteur 1 de l'invention pour régler le paramètre ou le mode de fonctionnement du détecteur à l'aide de l'aimant 4 porté par la bague 6. Dans le cas du détecteur 1 cité comme exemple de l'invention, l'aimant permanent 4 effectue un mouvement suivant un arc de cercle. Les capteurs 2 doivent donc être positionnés de manière précise pour pouvoir être activés ou désactivés dans des positions angulaires déterminées de l'aimant 4. Dans une seconde variante de réalisation, chaque capteur 2 est par exemple capable d'envoyer plusieurs signaux distincts selon la position de l'aimant 4. Ils peuvent être du type à effet Hall permettant d'envoyer aux moyens de traitement 50 au moins deux signaux distincts en fonction de l'intensité du champ magnétique généré par l'aimant permanent 4. En outre, les micro-interrupteurs M magnétiques décrits ci-dessus peuvent être modifiés pour envoyer deux signaux distincts aux moyens de traitement 50. La figure 9 montre un tel micro-interrupteur. Le micro-interrupteur est utilisé pour la 1 o commande de deux circuits électriques distincts en employant les deux positions haute et basse prises par la membrane 20. Selon cette configuration, un premier substrat 3a porte deux électrodes 31 a d'un premier circuit électrique et un second substrat 3b, par exemple disposé au-dessus, parallèlement au premier substrat 3a, porte deux électrodes 31b d'un second circuit électrique. Les électrodes 31a, 31b sont disposées 15 symétriquement par rapport au plan horizontal passant par l'axe (A) de la membrane 20 du micro-interrupteur. Les deux substrats sont par exemples reliés par des éléments 5 de liaison. Le micro-interrupteur selon l'invention est solidaire d'au moins l'un des substrats 3a, 3b. La membrane 20 pivotante comporte également sur chacune de ses faces un contact mobile 21 a, 21 b. Dans sa position d'équilibre (en trait plein sur 20 la figure 9), les deux circuits électriques sont ouverts et la membrane 20 est parallèle aux deux substrats. Dans une première position extrême (en pointillés sur la figure 9), la membrane 20 vient en contact avec les premières électrodes 31a pour fermer le premier circuit électrique tandis que dans sa seconde position extrême opposée (en pointillés sur la figure 9), la membrane 20 vient en contact avec les secondes 25 électrodes 31b pour fermer le second circuit électrique. Ainsi, deux signaux distincts peuvent être envoyés aux moyens de traitement à partir d'un même capteur selon la position prise par l'aimant permanent. Un ou plusieurs de ces capteurs peuvent être montés sur la carte électronique 111 selon le nombre de valeurs du paramètre à régler ou selon le nombre de modes de fonctionnement disponible. 30 Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Appareil comprenant une enveloppe (10) intégralement fermée sur laquelle est monté un organe d'actionnement permettant de régler un paramètre ou un mode de fonctionnement de l'appareil, caractérisé en ce que l'appareil comprend : un aimant (4) entraîné en mouvement par l'organe d'actionnement et apte à prendre plusieurs positions déterminées, 1 o un ou plusieurs capteurs (2) pilotables par effet magnétique lors d'un mouvement de l'organe d'actionnement, chaque capteur (2) étant apte à envoyer au moins un signal correspondant à une modification du paramètre ou du mode de fonctionnement de l'appareil, des moyens de traitement (50) pour traiter chaque signal et pour modifier 15 le paramètre ou le mode de fonctionnement de l'appareil en fonction de chaque signal... 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque capteur (2) est de type TOR. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal envoyé 20 par chaque capteur (2) correspond à une valeur du paramètre ou à un mode de fonctionnement particulier de l'appareil et en ce que pour chacune de ses positions, l'aimant (4) active un seul capteur (2). 4. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal envoyé par chaque capteur (2) correspond à une incrémentation ou décrémentation du 25 paramètre ou à une modification du mode de fonctionnement. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un premier capteur apte à envoyer un premier signal représentatif d'une incrémentation du paramètre et un second capteur apte à envoyer un second signal représentatif d'une décrémentation du paramètre. 30 6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque capteur (2) présente deux états actifs pour envoyer deux signaux distincts représentatifs de deux valeurs distinctes du paramètre ou de deux modes de fonctionnement distincts de l'appareil. 7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les 35 capteurs sont de type à effet Hall. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les capteurs sont des micro-interrupteurs magnétiques (M) de type MEMS. 9. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les capteurs sont des interrupteurs à lames souples de type "reed". 10. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement est une bague de réglage (6) rotative entourant l'enveloppe (10) de l'appareil. 11. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement est un disque monté sur l'enveloppe (10) et apte à réaliser 10 un mouvement de rotation. 12. Appareil selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement est un curseur monté sur l'enveloppe (10) et apte à réaliser un mouvement de translation. 13. Appareil selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il 15 comprend des moyens de verrouillage/déverrouillage de l'organe d'actionnement. 14. Appareil selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il consiste en un détecteur (1).