Brevet FR3079091A1 — publié le 20190920

Bouton piézoélectrique pour habitacle de véhicule L'invention concerne les véhicules, notamment automobiles, et plus précisément les habitacles de tels véhicules. En outre, l'invention concerne les moyens de commande disposés dans les habitacles de véhicules et plus spécifiquement les boutons piézoélectriques. Habituellement, un habitacle de véhicule comprend au moins une zone de commande qui comprend elle-même au moins un bouton. La zone de commande permet de commander électriquement des fonctions du véhicule par exemple l'activation d'un système de climatisation ou l'ouverture ou la fermeture d'une fenêtre du véhicule. La zone de commande est ainsi reliée à un système électrique du véhicule. Le bouton de la zone de commande peut être du type piézoélectrique. Il comprend alors un organe piézoélectrique qu'un utilisateur peut activer en appuyant sur le bouton. Le bouton est généralement rétroéclairé afin que l'utilisateur puisse le localiser. Il comprend alors une source de lumière. Cette source de lumière peut être disposée sur l'organe piézoélectrique. Mais alors, lorsque l'utilisateur active le bouton, il exerce une pression sur la source de lumière et l'organe piézoélectrique qui lui, se déforme. Ainsi, la connexion entre la source de lumière et l'organe piézoélectrique est fragilisée à chaque appui. La source de lumière peut aussi être située à proximité de l'organe piézoélectrique. Dans ce cas, un guide de lumière est disposé sur l'organe piézoélectrique et dirige la lumière depuis la source de lumière. Mais la liaison entre la source de lumière et le guide de lumière ajoute une degré de rigidité supplémentaire au bouton. Un objectif de l'invention est de fournir un bouton piézoélectrique plus fiable. Pour ce faire, on prévoit selon l'invention un bouton piézoélectrique pour un habitacle de véhicule comprenant : un circuit imprimé, un organe piézoélectrique électriquement relié au circuit imprimé, un guide de lumière disposé sur l'organe piézoélectrique, une source de lumière disposée à proximité du guide de lumière et, au moins un organe opaque qui entoure la source de lumière et le guide de lumière, caractérisé en ce que le guide de lumière est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque. Ainsi lorsque l'utilisateur active le bouton piézoélectrique, il déplace le guide de lumière qui est disposé sur l'organe piézoélectrique. Comme le guide de lumière est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque, ce dernier n'est pas entraîné en déplacement par l'appui de l'utilisateur. Ainsi, les frottements sont limités tout comme la génération des contraintes mécaniques dans le bouton piézoélectriques. De plus, comme 2 l'organe piézoélectrique et le guide de lumière ne sont pas reliés électriquement, aucun contact électrique n'est perturbé par l'activation de l'utilisateur. En outre, dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut 5 éventuellement avoir recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la source de lumière est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque. L'effet technique susmentionné est ainsi conservé même si l'utilisateur appuie légèrement à côte du guide de lumière ; - le guide de lumière est apte à se déplacer librement par rapport à la source de 10 lumière ; On accroit donc l'effet technique ; - le guide de lumière et/ou l'organe piézoélectrique et/ou la source de lumière sont aptes à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque dans une direction parallèle à une direction d'actionnement du bouton piézoélectrique ; - le guide de lumière est apte à se déplacer librement par rapport la source de 15 lumière dans une direction parallèle à une direction d'actionnement du bouton piézoélectrique ; - le guide de lumière a une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 millimètre ; - l'organe piézoélectrique comprend un organe de recouvrement qui recouvre le guide de lumière et l'organe opaque et qui est destiné à être directement en contact avec un doigt 20 d'un utilisateur. Cet organe permet de protéger le guide de lumière et donc d'accroître la durée de vie du bouton piézoélectrique ; - l'organe de recouvrement présente une portion transparente qui recouvre le guide de lumière. Cet agencement est simple à réaliser. On notera qu'on entend ici par « transparent » le fait que la portion présente un taux de transmission de la lumière supérieur 25 ou égal à 60%. Selon une variante, la portion peut aussi être translucide et présenter également un taux de transmission de la lumière supérieur ou égal à 60% ; - l'organe de recouvrement est opaque et présente une pluralité de perforations permettant de loger au moins une portion du guide de lumière. Seuls quelques points lumineux apparaissent pour l'utilisateur, l'esthétique et donc la qualité perçue du bouton sont 30 améliorées ; - un adhésif double face est disposé entre le guide de lumière et l'organe de recouvrement, de préférence, l'adhésif double face est disposé sur une zone centrale du guide de lumière. Le guide de lumière et l'organe de recouvrement sont donc solidement fixés l'un à l'autre, de plus, le bouton piézoélectrique est simple à fabriquer ; 35 - un adhésif double face est disposé entre le guide de lumière et l'organe piézoélectrique, de préférence, l'adhésif double face est disposé sur une zone centrale du guide de lumière. De même, l'organe de recouvrement et le guide de lumière sont solidement fixés l'un à l'autre et le bouton piézoélectrique est plus simple à fabriquer ; 3 - la source de lumière comprend une diode électroluminescente (DEL). Il s'agit d'une source de lumière peu couteuse et dont la durée de vie est satisfaisante. En outre, la source de lumière peut aussi comprendre une nappe optique. La source de lumière peut émettre 5 une lumière monochrome ou une lumière polychromatique et notamment une couleur de la gamme RGB. De plus, la source de lumière peut aussi comprendre un matériau électrochrome ; - le circuit imprimé comprend au moins un composant, tel qu'un haut-parleur, permettant la réalisation d'un retour haptique. 10 On prévoit aussi selon l'invention un habitacle de véhicule comprenant au moins un bouton piézoélectrique selon l'une quelconque des revendications précédentes. On va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, un mode de réalisation de l'invention, et trois variantes de ce mode de réalisation, à l'aide des figures suivantes : - la figure 1 est une vue d'un habitacle de véhicule, 15 - la figure 2 est une vue schématique en coupe, selon un plan comprenant une direction d'émission du motif lumineux, de deux boutons piézoélectriques selon l'invention, et - les figures 3 à 5 sont des vues en coupe selon ce même plan de trois variantes des deux boutons piézoélectriques. On a représenté à la figure 1 un habitacle 10 de véhicule automobile. On notera par 20 ailleurs que l'invention peut être mise en place dans tout type de véhicule. L'habitacle 10 comprend un siège 12 destiné au conducteur du véhicule et une planche de bord 12. La planche de bord 12 comporte un volant 14 du véhicule et une zone de commande 16. La zone de commande 16 forme une interface qui permet à un utilisateur du véhicule, par exemple le conducteur, de commander des fonctions du véhicule. Par exemple, la zone de 25 commande 16 est électriquement reliée à un système de climatisation ou de chauffage du véhicule ou à un système de localisation GPS du véhicule, ou encore à un système contrôlant l'ouverture et la fermeture des fenêtres du véhicule. Plus généralement, la zone de commande 16 peut commander électriquement toutes les fonctions du véhicule. A cet effet, la zone de commande 16 peut être reliée à un système électrique centralisé du 30 véhicule ou alors uniquement à certains des systèmes qu'elle commande. On notera que la zone de commande 16 peut être disposée sur toutes les parties de l'habitacle 10, par exemple une boîte à gants 30 ou encore un plafonnier. La zone de commande 16 comprend une face 18 orientée vers l'intérieur du véhicule. Cette face 18 comprend au moins un, et le plus souvent une pluralité, de boutons 35 piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28, qui sont accessibles depuis l'habitacle 10 du véhicule. Ils peuvent être actionnés par l'utilisateur du véhicule par pression d'un doigt. On va maintenant décrire plus en détail les boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28 à l'aide des figures 2 à 5. Dans la suite de la description, seuls les boutons piézoélectriques 4 20, 22 sont décrits, mais la description est aussi valable pour les autres boutons piézoélectriques 24, 26, 28. On a représenté à la figure 2 une portion de la zone de commande 16. Cette zone de 5 commande 16 comprend un axe d'actionnement (X). Lorsque l'utilisateur souhaite actionner l'un des boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28, il exerce une pression dans une direction parallèle à l'axe d'actionnement (X) vers le bas. La face 18 orientée vers l'intérieur de véhicule comprend un organe de recouvrement 32 qui forme la face 18 et qui est en contact direct avec le doigt de l'utilisateur lorsque ce 10 dernier actionne l'un des boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28. Cet organe de recouvrement 32 se présente donc sous la forme d'une couche d'habillage qui présente une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,8 millimètres. L'organe de recouvrement 32 est ici transparent, mais selon une variante, il peut aussi être translucide. Il peut comprendre un matériau polycarbonate et être réalisé par injection. 15 Le bouton piézoélectrique 22 comprend une source de lumière 34, un guide de lumière 36 et un organe piézoélectrique 38 et un organe opaque 40. De plus, le bouton piézoélectrique 22 comprend un circuit imprimé 42 situé à une extrémité inférieure, en référence à l'axe d'actionnement (X), du bouton piézoélectrique 22. Le bouton piézoélectrique 22 comprend aussi un organe support 39. 20 Le circuit imprimé 42 se présente sous la forme d'une couche s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe d'actionnement (X). La source de lumière 34 comprend ici une diode électroluminescente, également connue sous l'acronyme DEL. Plus généralement, tout type de source de lumière 34 peut aussi être utilisé. Le guide de lumière 36 peut être de tout type et peut notamment comprendre du polyméthacrylate de méthyle, également connu sous 25 l'acronyme PMMA. Il peut aussi être réalisé par injection. Il a en outre une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 millimètre. L'organe piézoélectrique 38 est monté sur le circuit imprimé 42 auquel il est électriquement relié. Ainsi, une extrémité inférieure, en référence à l'axe d'actionnement (X), de l'organe piézoélectrique 38 est positionnée sur une face supérieure du circuit imprimé 42. 30 L'organe support 39 est disposé au même niveau, selon l'axe d'actionnement (X) que l'organe piézoélectrique 38 et entoure ses bords périphériques. En outre, le guide de lumière 36 est positionné sur l'organe piézoélectrique 38. Ainsi, une extrémité inférieure, en référence à l'axe d'actionnement (X), du guide de lumière 36 est positionnée sur une extrémité supérieure de l'organe piézoélectrique 38. La source de lumière 34 est disposée à 35 proximité du guide de lumière 36, côte à côte et au même niveau selon l'axe d'actionnement (X) et repose sur l'organe support 39. De plus, l'organe opaque 40 repose sur l'organe support 39, et entoure le guide de lumière 36 et la source de lumière 34 mais n'est pas disposé entre ces deux éléments. Il est ainsi situé au même niveau, selon l'axe d'actionnement (X) que ces deux éléments. L'organe de recouvrement 32 est disposé en 5 recouvrement, selon l'axe d'actionnement (X), de l'organe opaque 40, du guide de lumière 36 et de la source de lumière 34. Ainsi, lorsque la source de lumière 34 émet une lumière en direction du guide de lumière 5 36, ce dernier la dirige vers l'habitacle 10, le long de l'axe d'actionnement (X), à travers l'organe de recouvrement 32. Ainsi, l'utilisateur perçoit le bouton piézoélectrique 22 éclairé. Le bouton piézoélectrique 20 est formé de la même manière et fonctionne de façon similaire. Ainsi, il comprend également un organe piézoélectrique 44, un guide de lumière 46 et une source de lumière 48. On notera en outre que l'organe de recouvrement 32, l'organe 10 support 39, l'organe opaque 40 et le circuit imprimé 42 s'étendent de sorte qu'ils sont communs à tous les boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28. De plus, comme on le voit sur la figure 2, le guide de lumière 36 qui est pressé par l'utilisateur lorsqu'il souhaite actionner le bouton piézoélectrique 22, est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque 40 et à la source de lumière 34 selon l'axe 15 d'actionnement (X). Cela est dû au fait que les bords périphériques du guide de lumière 36 ne sont pas fixés à l'organe opaque 40 et à la source de lumière 34. De ce fait, lorsque l'utilisateur appuie sur le bouton piézoélectrique 22 et presse le guide de lumière 36 pour déformer l'organe piézoélectrique 38, il génère moins de contraintes mécaniques que dans un bouton piézoélectrique selon l'art antérieur. De même, la source de lumière 34 est apte à 20 se déplacer librement par rapport à l'organe opaque 40 et au guide de lumière 36 selon l'axe d'actionnement (X). Cela est aussi dû au fait que les bords périphériques de la source de lumière 34 ne sont pas fixés à l'organe opaque 40 et au guide de lumière 36. C'est l'organe support 39 qui est fixé à ces trois éléments. Ici, l'organe de recouvrement 32 est intégralement transparent et c'est l'organe opaque 25 40 qui permet de définir ce qui est perçu comme sombre par l'utilisateur. Selon une variante, l'organe de recouvrement 32 comprend simplement des portions transparentes qui viennent en recouvrement des guides de lumière respectifs des boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28. Ou encore, les portions qui recouvrent les guides de lumière respectifs des boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28 sont translucides. 30 On va maintenant décrire, à l'aide des figures 3 à 5 des variantes du premier mode de réalisation. Seules les différences avec ce premier mode vont être explicitées. Sur les boutons piézoélectriques 20, 22 de la variante de la figure 3, l'organe de recouvrement 32 est opaque mais comprend une pluralité de perforations. Ainsi, ces perforations se présentent sous la forme deux orifices traversant 32A, 32B qui permettent de 35 loger deux portions 36A, 36B du guide de lumière 36 du bouton piézoélectrique 22 afin de diffuser de la lumière vers l'habitacle 10. De même, l'organe de recouvrement 32 comprend deux autres orifices traversant 32C, 32D permettant de loger deux portions 36C, 36D du guide de lumière 36 du bouton piézoélectrique 20. 6 Selon la variante illustrée à la figure 4, un adhésif double face 50 est disposé entre l'extrémité inférieure, selon l'axe d'actionnement (X), du guide de lumière 36 et l'extrémité supérieure de l'organe piézoélectrique 38 du bouton piézoélectrique 22. De même, un 5 adhésif double face 50 est disposé entre l'extrémité inférieure, selon l'axe d'actionnement (X), du guide de lumière 46 et l'extrémité supérieure de l'organe piézoélectrique 48 du bouton piézoélectrique 22. Les adhésifs 50 sont respectivement disposés sur une zone centrale, selon un plan perpendiculaire à l'axe d'actionnement (X), des organes piézoélectriques 38, 44 afin de mieux diriger la force exercée par l'utilisateur. 10 De la même façon, selon la variante illustrée à la figure 5, un adhésif double face 52 est disposé entre l'extrémité inférieure, selon l'axe d'actionnement (X), de l'organe de recouvrement 32 et l'extrémité supérieure du guide de lumière 36 du bouton piézoélectrique 22. De même, un adhésif double face 52 est disposé entre l'extrémité inférieure, selon l'axe d'actionnement (X), de l'organe de recouvrement 32 et l'extrémité supérieure du guide de 15 lumière 46 du bouton piézoélectrique 22. Les adhésifs 52 sont respectivement disposés sur une zone centrale selon un plan perpendiculaire à l'axe d'actionnement (X), des guides de lumière 36, 46 afin de mieux diriger la force exercée par l'utilisateur. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans sortir du cadre de celle-ci. 20 Par exemple, les boutons piézoélectriques 20, 22, 24, 26, 28 peuvent comprendre un relief permettant à l'utilisateur de les distinguer au touché. De même, on pourra utiliser différents moyens de fixation entre les guides de lumière 36, 46 et les organes piézoélectriques 38, 44 ou entre l'organe support 39 et l'organe opaque 40 ou entre l'organe REVENDICATIONS1. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) pour un habitacle (10) de véhicule comprenant : un circuit imprimé (42), un organe piézoélectrique (38, 44) électriquement relié au circuit imprimé (42), un guide de lumière (36, 46) disposé sur l'organe piézoélectrique (38, 44), une source de lumière (34, 48) disposée à proximité du guide de lumière (36, 46) et, au moins un organe opaque (40) qui entoure la source de lumière (34, 48) et le guide de lumière (36,46), caractérisé en ce que le guide de lumière (36, 46) est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque (40). 2. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon la revendication précédente, dans lequel le guide de lumière (36, 46) est apte à se déplacer librement par rapport à l'organe opaque (40) dans une direction (X) parallèle à une direction d'actionnement du bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28). 3. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le guide de lumière (36, 46) a une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 millimètre. 4. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un organe de recouvrement (32) qui recouvre le guide de lumière (36, 46) et l'organe opaque (40) et qui est destiné à être directement en contact avec un doigt d'un utilisateur. 5. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon la revendication précédente, dans lequel l'organe de recouvrement (32) présente une portion transparente qui recouvre le guide de lumière (36, 46). 6. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon la revendication4, dans lequel l'organe de recouvrement (32) est opaque et présente une pluralité de perforations (32A, 32B, 320, 32D) permettant de loger au moins une portion (36A, 36B, 360, 36D) du guide de lumière (36, 46). 8 7. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un adhésif double face (52) disposé entre le guide de lumière (36, 46) et l'organe de recouvrement (32), de préférence, l'adhésif double 5 face (52) est disposé sur une zone centrale du guide de lumière (36, 46). 8. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un adhésif double face (50) disposé entre le guide de lumière (36, 46) et l'organe piézoélectrique (38, 44), de préférence, l'adhésif 10 double face (50) est disposé sur une zone centrale du guide de lumière (36, 46). 9. Bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la source de lumière (34, 48) comprend une diode électroluminescente (DEL). 15 10. Habitacle (10) de véhicule comprenant au moins un bouton piézoélectrique (20, 22, 24, 26, 28) selon l'une quelconque des revendications précédentes.