Brevet FR3047868A1 — publié le 20170818

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements électroniques destinés à être mis en oeuvre dans un environnement électromagnétique sensible et/ou perturbateur et pouvant venir en contact, volontairement ou non, avec un utilisateur, ce plus particulièrement dans un contexte d'habitacle de véhicule automobile ou autre. L'invention a pour objet un module fonctionnel sécurisé avec un écran d'affichage, ainsi qu'une pièce d'équipement de garniture pour véhicule comprenant au moins un tel module. De nombreuses réalisations de modules fonctionnels d'affichage et/ou de commande équipant des véhicules sont déjà connues. Ces modules connus comprennent généralement une carte électronique et un écran d'affichage, et éventuellement de commande, reliés ensemble par au moins un câble, l'écran étant associé à un corps formant dissipateur thermique au moins pour cet écran. Le corps formant dissipateur, qui présente couramment une extension spatiale nettement plus importante que l'écran, est généralement monté sur la face arrière d'une pièce de revêtement de recouvrement ou de garniture, l'écran étant proéminent par rapport audit corps et apparent au niveau de la face visible (face A) de ladite pièce, à travers une ouverture de forme adaptée présente dans ladite pièce. La carte électronique est, quant à elle, souvent située à distance de l'écran, en retrait de la pièce, éventuellement dans un boîtier, un logement ou un support adapté ("rack"), ensemble avec d'autres cartes ou non. De tels équipements électroniques doivent répondre à des normes de sécurité et des standards réglementaires en termes de limitations des interférences électromagnétiques (EMI), de compatibilité électromagnétique (EMC), de prévention contre les décharges électrostatiques (ESD) ou les décharges galvaniques et, plus généralement, de protection des personnes. En outre, ces équipements électroniques nécessitent l'adjonction de moyens de refroidissement conséquents, notamment lorsqu'ils sont susceptibles de fonctionner sur de longues durées, voire de manière permanente. 3047868 - 2 - Alors qu'il est relativement aisé de prévoir des mesures adéquates permettant de répondre aux normes et standards pour la carte électronique déportée (logement blindé, soufflante, isolation par des matériaux diélectriques, montage caché et non accessible), la mise en oeuvre 5 de mesures adéquates et satisfaisantes au niveau de l'écran est nettement plus difficile et plus contraignante. Par le document US 5 675 396, on connaît une construction de module à écran d'affichage dans lequel l'écran est directement monté sur la carte électronique et assemblé avec cette dernière par l'intermédiaire d'un 10 cadre métallique recouvrant en partie les bords périphériques de cet écran. Toutefois, cette construction intégrée requiert la présence d'un volume disponible suffisant autour de l'écran et le document précité n'aborde pas spécifiquement le problème de refroidissement de l'écran, ni de la carte. Par le document US 5 705 860, on connaît un système de 15 divertissement de bord pour passager dans lequel l'afficheur et la carte électronique sont montés dans des boîtiers blindés et isolés séparés, reliés par des câbles de liaison. Il en résulte une construction complexe sans que la problématique du refroidissement de l'écran ne soit spécifiquement traitée. En outre, il n'est pas fait mention dans ce document de mesures de 20 protection particulières au niveau des bords de l'écran, en dehors de la zone d'affichage effective de ce dernier. La présente invention a pour but de proposer une solution sous forme de module aisément implantable dans un environnement d'habitacle de véhicule, permettant de surmonter les limitations de l'état de la technique 25 précité, en fournissant également un refroidissement efficace pour l'écran. De manière préférée, la solution selon l'invention doit également viser à éviter les potentiels flottants et permettre de relier tous les circuits actifs et toutes les composantes métalliques du module fonctionnel à une masse ou un potentiel de référence connu(e) unique (masse du 30 véhicule), malgré leur éventuelle dispersion géographique. A cet effet, l'invention a pour objet un module fonctionnel caractérisé en ce que le corps formant le dissipateur thermique est réalisé en un matériau électriquement conducteur et présente une face frontale, en ce que l'écran est disposé dans et/ou sur ledit corps, de telle manière que ce dernier recouvre sensiblement au moins la face arrière dudit écran, en ce que l'écran est maintenu frontalement sur et/ou dans le corps par un cadre métallique, recouvrant toutes les zones de bord périphériques dudit écran et 3047868 - 3 - relié électriquement audit dissipateur thermique, et en ce que ledit dissipateur thermique est connecté à la masse ou à la terre de la carte électronique distante ou déportée par l'intermédiaire du câble de liaison. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-5 après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : les figures 1 à 3 sont des vues en perspective selon trois directions différentes d'un module fonctionnel selon l'invention ; 10 la figure 4 est une vue en perspective et partiellement explosée du module représenté sur les figures 1 à 3 ; la figure 5 est une vue à une échelle différente d'une partie de l'ensemble constructif [écran/corps formant dissipateur] faisant partie du module représenté sur les figures 1 à 3 ; 15 la figure 6 est une vue partielle en élévation frontale du corps formant dissipateur thermique équipé du moyen de rétroéclairage de l'écran (ce dernier étant enlevé), faisant partie du module représenté sur les figures 1 à 3, et, la figure 7 est une vue simplifiée, partiellement explosée et en 20 coupe selon un plan perpendiculaire au plan de l'écran de l'ensemble [écran/corps formant dissipateur] représenté figure 5 et faisant partie du module représenté figures 1 à 3. Les figures 1 à 5 et 7 montrent, pour certaines en partie seulement, un module fonctionnel 1 comprenant une carte électronique 2 et 25 un écran d'affichage 3, et éventuellement de commande, reliés ensemble par au moins un câble 4, l'écran 3 étant associé à un corps formant dissipateur thermique 5 au moins pour cet écran 3. Conformément à l'invention, il est prévu que le corps 5 formant le dissipateur thermique est réalisé en un matériau électriquement 30 conducteur et présente une face frontale 5', que l'écran 3 est disposé dans et/ou sur ledit corps 5, de telle manière que ce dernier recouvre sensiblement au moins la face arrière dudit écran 3, que l'écran 3 est maintenu frontalement sur et/ou dans le corps 5 par un cadre métallique 7, recouvrant toutes les zones de bord périphériques 3' dudit écran 3 et relié 35 électriquement audit dissipateur thermique 5 et que ledit dissipateur thermique 5 est connecté à la masse ou à la terre de la carte électronique 2 distante ou déportée par l'intermédiaire du câble de liaison 4. 3047868 - 4 - Ainsi, ce module fonctionnel 1 comprend essentiellement deux parties constitutives, tant structurellement que fonctionnellement, à savoir, d'une part, l'ensemble composite formé par l'écran 3 et le corps 5 et, d'autre part, la carte électronique 2 déportée, ces deux parties principales étant 5 reliées par le câble flexible 4, autorisant une grande liberté d'installation in situ. Grâce aux dispositions techniques combinées de l'invention, à savoir un raccordement électrique de l'ensemble des composantes constitutives du module 1 à une masse commune déportée et l'installation 10 de l'écran 3 dans une cage de Faraday (cadre 7 + corps 5), il est possible d'améliorer notablement les performances en termes d'EMI, d'EMC et d'ESD, tout en conservant une proximité immédiate dudit écran 3 avec son moyen de refroidissement 5. En accord avec une caractéristique très avantageuse de 15 l'invention ressortant notamment des figures 1, 3 à 5 et 7, le module 1 comprend également un cadre support intermédiaire 8, solidarisé rigidement avec le corps formant dissipateur thermique 5 et réalisé en un matériau non conducteur, par exemple un matériau plastique. Ce cadre support intermédiaire 8 coopère constructivement avec le cadre métallique frontal 7, 20 avec lequel il est assemblé mécaniquement, par exemple par l'intermédiaire de moyens coopérants de verrouillage par enclenchement élastique 9, 9', pour former ensemble un logement de montage 6 de l'écran 3 avec une ouverture frontale 6' dégageant l'accès à la zone effective d'affichage 3" de ce dernier, ledit écran 3 étant avantageusement un écran tactile et/ou pourvu 25 de moyens de commande par contact ou pression. Le cadre support 8 sert ainsi d'intermédiaire d'assemblage entre l'écran 3 et le corps 5 tout en formant avec le cadre frontal 7 un logement de montage 6. Ainsi, l'écran 3 est maintenu physiquement dans le logement 6 et installé, en étant isolé électromagnétiquement, dans l'enceinte isolée 30 électromagnétiquement et qui est formée par le corps 5 et le cadre frontal 7. Avantageusement, le cadre support 8 peut comprendre des ailes, des oreilles ou des extensions latérales analogues 21 permettant sa fixation sur la face frontale 5' du corps 5 et le cadre frontal 7 peut comporter au moins une aile ou languette 7', préférentiellement au moins deux, 35 établissant le contact électrique avec ledit corps 5, préférentiellement sous contrainte élastique. 3047868 - 5 - Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, illustré par exemple sur les figures 3 et 7 des dessins, l'invention prévoit que le câble de liaison 4 reliant l'écran 3 et la carte électronique 2 distante consiste en un câble plat, préférentiellement blindé, et que ledit câble 4 est maintenu serré 5 contre le corps 5 formant dissipateur thermique, en aval de sa zone de connexion avec l'écran 3 et en amont de sa portion médiane libre 4', par l'intermédiaire d'un élément élastique ou ressort 10, ce dernier établissant également une liaison électriquement conductrice entre le corps formant dissipateur thermique 5 et un conducteur dudit câble 4 relié à la masse ou à 10 la terre de la carte électronique 2 distante ou déportée. En accord avec une variante constructive pratique du mode de réalisation précité, l'élément élastique conducteur 10 consiste en une lame ressort métallique montée sur le corps métallique formant dissipateur thermique 5 et venant en contact sous pression sur le câble de liaison 4 pour 15 le pincer contre un site d'appui 11 correspondant dudit corps 5 et ledit câble 4 est pourvu d'un terminal surfacique 12 conducteur, tel qu'une plaque métallique, relié au conducteur du câble 4 raccordé à la masse ou à la terre et situé sur la face extérieure dudit câble 4, dans sa zone de contact avec l'élément élastique conducteur 10. 20 De manière préférée, et en particulier dans le cadre d'une application de l'invention améliorant l'ergonomie d'utilisation de l'écran 3, le module 1 peut comprendre également des moyens 13 de rétroéclairage de l'écran 3, tels que par exemple une ou des diode(s) électroluminescente(s) ou analogue(s), disposés sur une carte électronique spécifique 14 montée 25 dans un site de réception 15, tel qu'un renfoncement correspondant du corps formant dissipateur thermique 5, situé à l'arrière de l'écran 3. De plus, ladite carte électronique 14 résidant dans le corps 5 et portant les moyens de rétroéclairage 13 est avantageusement raccordée à la carte électronique 2 distante ou déportée par un second câble de liaison 16 spécifique, par 30 exemple un câble plat, comportant un conducteur qui est relié à la terre ou à la masse de ladite carte distante 2. Avantageusement, la carte électronique résidente 14 est solidarisée rigidement avec le corps formant dissipateur thermique 5 dans son site de réception 15, par exemple au fond du renfoncement, ce par 35 l'intermédiaire d'au moins une vis 17, cette dernière établissant également une liaison électrique entre ledit corps 5 et la terre ou la masse de ladite carte électronique 14 résidente. 3047868 - 6 - Ce raccordement supplémentaire du corps 5 conducteur à la carte distante 2 permet de disposer d'une seconde mise à la masse indirecte de l'écran 3, doublant ainsi les mesures de protection. Ce second câble 16 peut, par exemple, pénétrer dans le 5 renfoncement 15 à travers une ouverture latérale en forme de fente de ce dernier (figure 2). En vue d'aboutir à un rétroéclairage optimisé, sans complexifier la construction du module 1 en évitant de multiplier les pièces additionnelles, il peut être prévu, comme le montrent par exemple les 10 figures 4 et 7, que le cadre support intermédiaire 8 se prolonge, du côté opposé à l'écran 3, par une structure tubulaire effilée 8' s'étendant jusqu'à proximité des moyens de rétroéclairage 13 et formant cône de diffusion pour ces derniers en direction de l'écran 3. En outre, ladite structure tubulaire 8' comporte avantageusement un palier de montage intermédiaire, 15 par exemple sous la forme d'un épaulement interne 8", apte et destiné à recevoir un élément optiquement actif 20, tel qu'un dioptre plan ou non, traversé par le flux lumineux émis par les moyens de rétroéclairage 13 en direction de la face arrière de l'écran 3. Afin de simplifier la réalisation du corps 5 et l'assemblage des 20 autres composantes fonctionnelles du module 1 avec ce dernier, le cadre support intermédiaire 8 est avantageusement rapporté au niveau de l'ouverture 15' du renfoncement de réception 15 débouchant sur la face frontale 5' du corps 5, par exemple en étant monté dans un épaulement intérieur 5" de cette ouverture 5'. Ce renfoncement 15 est, en outre, 25 dépourvu de paroi latérale du côté de l'écran 3 raccordé au câble de liaison 4, et il est prévu une plaque d'obturation 10' rapportée, qui ferme au moins partiellement ce côté ouvert 15" et qui forme également corps support pour ledit câble de liaison 4, entre sa zone de connexion à l'écran 3 et une zone de maintien serré en application contre le corps 5 par un élément élastique 30 ou ressort 10 (figures 3, 4 et 7). Comme le montre à titre d'exemple de réalisation les figures 1 à 4, le corps 5 formant dissipateur thermique comporte une ou plusieurs zone(s) de contact, d'appui, et/ou de calage 18 et un ou plusieurs site(s) de solidarisation et/ou de fixation 19, en particulier sur sa face frontale 5, 35 autorisant son assemblage avec ou son montage dans une pièce d'équipement ou de garniture d'un véhicule terrestre, aérien ou maritime, 3047868 - 7 - pourvue d'une ouverture pour l'écran 3, par exemple du type TFT, ledit corps 5 formant ainsi support de montage in situ pour ledit écran 3. Le corps 5 consiste préférentiellement en une pièce métallique (par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium) venue de moulage 5 avec le renfoncement 15 recevant le cadre support 8, 8' et la carte résidente 14. La plaque 10'et le câble plat 4 complètent le blindage électromagnétique du renfoncement 15 du côté de la face ouverte de ce dernier. Bien que non représentée sur les dessins annexés, l'invention porte également sur une pièce d'équipement ou de garniture d'un véhicule, 10 présentant une surface apparente, telle qu'un tableau de bord, un dossier de siège, un panneau de revêtement ou de remplissage, un pavillon ou analogue, comportant un écran d'affichage, et éventuellement de commande, avantageusement intégré de manière affleurante ou légèrement en retrait par rapport à la surface apparente dans ladite pièce. 15 Cette pièce est caractérisée en ce que l'écran 3 fait partie d'un module fonctionnel 1 tel que décrit précédemment, seule la zone effective d'affichage 3" étant visible et accessible au niveau de la surface apparente de ladite pièce d'équipement ou de garniture. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de 20 réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Module fonctionnel comprenant une carte électronique et un écran d'affichage, et éventuellement de commande, reliés ensemble par au moins un câble, l'écran étant associé à un corps formant dissipateur thermique au moins pour cet écran, module fonctionnel (1) caractérisé en ce que le corps (5) formant le dissipateur thermique est réalisé en un matériau électriquement conducteur et présente une face frontale (5'), en ce que l'écran (3) est disposé dans et/ou sur ledit corps (5), 10 de telle manière que ce dernier recouvre sensiblement au moins la face arrière dudit écran (3), en ce que l'écran (3) est maintenu frontalement sur et/ou dans le corps (5) par un cadre métallique (7), recouvrant toutes les zones de bord périphériques (3') dudit écran (3) et relié électriquement audit dissipateur 15 thermique (5), et en ce que ledit dissipateur thermique (5) est connecté à la masse ou à la terre de la carte électronique (2) distante ou déportée par l'intermédiaire du câble de liaison (4). 2. Module fonctionnel selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce qu'il comprend un cadre support intermédiaire (8), solidarisé rigidement avec le corps formant dissipateur thermique (5) et réalisé en un matériau non conducteur, par exemple un matériau plastique, ce cadre support intermédiaire (8) coopérant constructivement avec le cadre métallique frontal (7), avec lequel il est assemblé mécaniquement, par exemple par 25 l'intermédiaire de moyens coopérants de verrouillage par enclenchement élastique (9, 9'), pour former ensemble un logement de montage (6) de l'écran (3) avec une ouverture frontale (6') dégageant l'accès à la zone effective d'affichage (3") de ce dernier, ledit écran (3) étant avantageusement un écran tactile et/ou pourvu de moyens de commande par 30 contact ou pression. 3. Module fonctionnel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le câble de liaison (4) reliant l'écran (3) et la carte électronique (2) distante consiste en un câble plat, préférentiellement blindé, et en ce que ledit câble (4) est maintenu serré contre le corps (5) formant dissipateur 3047868 - 9 - thermique, en aval de sa zone de connexion avec l'écran (3) et en amont de sa portion médiane libre (4'), par l'intermédiaire d'un élément élastique ou ressort (10), ce dernier établissant également une liaison électriquement conductrice entre le corps formant dissipateur thermique (5) et un 5 conducteur dudit câble (4) relié à la masse ou à la terre de la carte électronique (2) distante ou déportée. 4. Module fonctionnel selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément élastique conducteur (10) consiste en une lame ressort métallique montée sur le corps métallique formant dissipateur thermique (5) et venant en contact sous pression sur le câble de liaison (4) pour le pincer contre un site d'appui (11) correspondant dudit corps (5) et en ce que ledit câble (4) est pourvu d'un terminal surfacique (12) conducteur, tel qu'une plaque métallique, relié au conducteur du câble (4) raccordé à la masse ou à la terre et situé sur la face extérieure dudit câble (4), dans sa zone de contact avec l'élément élastique conducteur (10). 5. Module fonctionnel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend également des moyens (13) de rétroéclairage de l'écran (3), tels que par exemple une ou des diode(s) électroluminescente(s) ou analogue(s), disposés sur une carte électronique spécifique (14) montée dans un site de réception (15), tel qu'un renfoncement correspondant du corps formant dissipateur thermique (5), situé à l'arrière de l'écran (3), et en ce que ladite carte électronique (14) résidant dans le corps (5) et portant les moyens de rétroéclairage (13) est raccordée à la carte électronique (2) distante ou déportée par un second câble de liaison (16) spécifique, par exemple un câble plat, comportant un conducteur qui est relié à la terre ou à la masse de ladite carte distante (2). 6. Module fonctionnel selon la revendication 5, caractérisé en ce que la carte électronique résidente (14) est solidarisée rigidement avec le corps formant dissipateur thermique (5) dans son site de réception (15), ce par l'intermédiaire d'au moins une vis (17), cette dernière établissant également une liaison électrique entre ledit corps (5) et la terre ou la masse de ladite carte électronique (14) résidente. 7. Module fonctionnel selon les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que le cadre support intermédiaire (8) se prolonge, du côté opposé à l'écran (3), par une structure tubulaire effilée (8') s'étendant jusqu'à proximité des moyens de rétroéclairage (13) et formant cône de diffusion pour ces derniers en direction de l'écran (3), ladite structure tubulaire (8') 3047868 - 10 - comportant un palier de montage intermédiaire, par exemple sous la forme d'un épaulement interne (8"), apte et destiné à recevoir un élément optiquement actif (20), tel qu'un dioptre plan ou non, traversé par le flux lumineux émis par les moyens de rétroéclairage (13) en direction de la face 5 arrière de l'écran (3). 8. Module fonctionnel selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 5 et 7, caractérisé en ce que le cadre support intermédiaire (8) est rapporté au niveau de l'ouverture (15') du renfoncement de réception (15) débouchant sur la face frontale (5') du corps 10 (5), par exemple monté dans un épaulement intérieur (5") de cette ouverture (5'), et en ce que ledit renfoncement (15) est dépourvu de paroi latérale du côté de l'écran (3) raccordé au câble de liaison (4), une plaque d'obturation (10') rapportée, fermant au moins partiellement ce côté ouvert (15") et formant également corps support pour ledit câble de liaison (4), entre sa 15 zone de connexion à l'écran (3) et une zone de maintien serré en application contre le corps (5) par un élément élastique ou ressort (10). 9. Module fonctionnel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps (5) formant dissipateur thermique comporte une ou plusieurs zone(s) de contact, d'appui, et/ou de 20 calage (18) et un ou plusieurs site(s) de solidarisation et/ou de fixation (19), en particulier sur sa face frontale (5), autorisant son assemblage avec ou son montage dans une pièce d'équipement ou de garniture d'un véhicule terrestre, aérien ou maritime, pourvue d'une ouverture pour l'écran (3), par exemple du type TFT, ledit corps (5) formant ainsi support de montage in 25 situ pour ledit écran (3). 10. Pièce d'équipement ou de garniture d'un véhicule, présentant une surface apparente, telle qu'un tableau de bord, un dossier de siège, un panneau de revêtement ou de remplissage, un pavillon ou analogue, comportant un écran d'affichage, et éventuellement de 30 commande, avantageusement intégré de manière affleurante ou légèrement en retrait par rapport à la surface apparente dans ladite pièce, pièce caractérisée en ce que l'écran (3) fait partie d'un module fonctionnel (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, seule la zone effective d'affichage (3") étant visible et accessible au niveau de la 35 surface apparente de ladite pièce d'équipement ou de garniture.